Волновая пластина может влиять на состояние поляризации, не изменяя интенсивности света.

В данном разделе описаны наиболее частые способы применения волновой пластины.

Полуволновая пластина (λ / 2 волновая  фазовая пластина)

Изменение направления поляризации лазерного луча.

Полуволновую пластину используют для изменения направления линейной поляризации.

Когда ось кристалла (быстрая ось или медленная ось) выровнена параллельно с направлением поляризации падающего луча, поляризация выходного пучка будет сохранять то же направление.

Когда ось кристалла волновой пластины повернута на θ от направления поляризации падающего луча, поляризация выходного пучка также повернется на 2θ от направления поляризации падающего луча.

Согласно данному свойству, направление линейной поляризации вращается в зависимости от вращения полуволновой пластины.

Данный метод имеет преимущество в том, что направление поляризации можно менять без изменения интенсивности света.

Когда направление поляризации волновой пластины поворачивается на 90 °, коэффициент затухания линейной поляризации слегка ухудшается из-за ошибки запаздывания.

По этой причине для точного измерения поляризации рекомендуется установить поляризатор рядом с волновой пластиной, что требует высокого коэффициента экстинкции.

Если используется кварцевая волновая пластина с высоким параллелизмом, направление поляризации можно изменить без отклонения луча.

Изменение интенсивности света

Комбинируя поляризационный делитель луча (PBS) и полуволновую пластину, можно изменять интенсивность света.

Этот метод может быть использован для регулировки коэффициента отражения, а также коэффициента пропускания  и для установления соотношения между прохождением излучения и отражением.

Этот метод является высокоэффективным, и все потери при пропускании конвертируются в усиление при отражении.

Одной из особенностей является динамический диапазон регулировки интенсивности света. (от 97% до 0,3%, в зависимости от качества поляризационного делителя луча (PBS)).

Примеры специальной оптической системы

Полуволновая пластина используется при выравнивании в одном и том же направлении поляризации P и S поляризованного света, который разделяется при помощи поляризационного светоделителя PBS.

Ниже приведен пример оптической системы, подвергающую дифракционную решетку воздействию двухлучевой интерферометрии.

Интерференционные полосы с хорошим контрастом могут быть получены путем выравнивания направления поляризации.

Четвертьволновая пластина  λ / 4

Используется для преобразования линейной поляризации в круговую, а также для поляризационных измерений.

Использование четвертьволновой пластины для предотвращения обратного отражения

В экспериментах с использованием лазера, колебание излучения лазера может быть неустойчивым, если имеет место обратное отражение луча от зеркала или оптических элементов.

Оптический изолятор используется для предотвращения этого отраженного света.

Типовые оптические изоляторы состоят из четвертьволновой пластины и поляризатора.

Свет проходит через четвертьволновую пластинку дважды во время при прохождении и отражении.

Поскольку круговая поляризация не меняет своего направления вращения при зеркальном отражении, замедление на 180 градусов получается из величины разности фаз, из-за двойного прохождения через четвертьволновую пластину.

При полученном запаздывании направление поляризации зеркального отражения, которое проходит четвертьволновую пластину, поворачивается на 90 градусов относительно направления падающей волны. Это сделает отраженный свет неспособным пройти через поляризатор и ретушировать обратное отражение.

Использование для измерения поляризации (метод Сенармона)

Особенностью четвертьволновой пластины является то, что можно преобразовать падающую линейную поляризацию в круговую поляризацию, а также и в другое состояние линейной поляризации или в различные виды эллиптической поляризации.

И наоборот, когда эллиптическая ось падающего света точно выровнена относительно оптической оси четвертьволновой пластины, произвольная эллиптическая поляризация может быть преобразована в линейную поляризацию.

Азимут γ падающей линейной поляризации определяется эллиптичностью поляризации, которая соответствует половине запаздывания Δ.

Измерение поляризации с использованием данного принципа называется методом Сенармона. Метод Сенармона обычно используется при измерении минутного напряжения (двойного лучепреломления).

Примеры специальной оптической системы

Вводится интерферометр Майкельсона с использованием поляризованного светоделителя PBS и четвертьволновой пластины.

Используя поляризацию, ненужное обратное отражение уменьшается, и устойчивость интерференционных полос усиливается.

Падающий свет собирается на стороне наблюдения без потерь, но для того, чтобы наблюдать поляризацию, требуется установка поляризатора с 50% уменьшением интенсивности света.