Płytka ćwierćfalowa

Płytka ćwierćfalowa (ćwierćfalówka) – przezroczysta płytka, po przejściu przez którą światło może zmienić swoją polaryzację. Na drodze równej grubości płytki światło o kierunku polaryzacji zgodnym z kierunkiem osi szybkiej wyprzedza światło o kierunku polaryzacji zgodnym z kierunkiem osi wolnej o ćwierć długości fali (stąd nazwa).

Własności płytki ćwierćfalowej:

• Przepuszcza całe padające na nią światło zmienia tylko stan jego polaryzacji.
• Nie polaryzuje światła niespolaryzowanego.
• Światło spolaryzowane liniowo zamienia na światło spolaryzowane eliptycznie zależnie od kąta polaryzacji względem osi szybkiej płytki i tak w szczególności:
  • gdy oś płytki (szybka lub wolna) pokrywa się z kierunkiem polaryzacji światła, nie zmienia polaryzacji,
  • gdy płaszczyzna polaryzacji światła tworzy kąt 45° z osią płytki, to światło zmienia polaryzację na kołową,
• zmienia światło spolaryzowane kołowo na światło spolaryzowane liniowo.

Wyjaśnienie

Płytka wykonana jest z materiału, w którym prędkość rozchodzenia się fali (światła), a tym samym i długość fali, zależy od kierunku polaryzacji światła (dwójłomność). Światło padając na płytkę w której oś optyczna jest równoległa do powierzchni, pozornie nie rozszczepia się, jednak składowe fali o różnych polaryzacjach poruszają się z różnymi prędkościami. Dlatego następuje przesunięcie jednej polaryzacji względem drugiej. Różnica dróg optycznych wynosi

$\Delta s=d\Delta n \,$

gdzie d to grubość płytki, a Δn to dwójłomność (różnica współczynników załamania dla obu polaryzacji). Aby otrzymać przesunięcie o ćwierć długości fali (λ) należy odpowiednio dobrać grubość płytki, tak aby

$\Delta s (mod \lambda)\equiv \frac{1}{4}\lambda$.

Zastosowania

Stosowana jest m.in. w mikroskopii polaryzacyjnej do analizowania stanu polaryzacji światła oraz do zmiany stanu polaryzacji światła.

Płytkę ćwierćfalową używa się do budowy polaryzatorów kołowych. Polaryzator kołowy otrzymuje się poprzez sklejenie polaryzatora liniowego i płytki ćwierćfalowej tak by kierunek polaryzacji polaryzatora tworzył kąt 45° z płaszczyzną wyznaczoną przez oś optyczną i kierunek promienia światła (patrz własności płytki). Tak uzyskany układ optyczny polaryzuje kołowo tylko światło padające od strony polaryzatora.

Zobacz też

• płytka półfalowa
• dwójłomność