Płytka ćwierćfalowa (ćwierćfalówka) – przyrząd optyczny zmieniający polaryzację przechodzącego przez niego światła o określonej dla przyrządu długości fali. Światło o polaryzacji w kierunku osi szybkiej przechodzące przez płytkę wyprzedza światło o kierunku polaryzacji wolnej o ćwierć długości fali (stąd nazwa)[1].
Otrzymywanie światła spolaryzowanego kołowo przez przejście przez polaryzator i płytkę ćwierćfalową
Płytka wykonana jest z materiału dwójłomnego, w którym prędkość rozchodzenia się światła, a tym samym i długość fali, zależy od kierunku polaryzacji światła. Światło padając na płytkę, w której oś optyczna jest równoległa do powierzchni, 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:
gdzie:
Różne prędkości rozchodzenia się fal spolaryzowanych w ćwierćfalówce.Zmiana polaryzacji liniowej na kołową w ćwierćfalówce. – grubość płytki,
– współczynnik dwójłomności (różnica współczynników załamania dla obu polaryzacji).
Aby otrzymać przesunięcie o ćwierć długości fali należy odpowiednio dobrać grubość płytki, tak aby spełniała warunek:
Płytka ćwierćfalowa o najmniejszej możliwej grubości nazywana jest płytką zerowego rzędu. Ze względu na kruchość kryształów zdecydowanie częściej stosuje się płytki, w których droga optyczna jest wielokrotnością długości fali plus ćwierć długości fali. W płytce rzędu n różnica dróg optycznych wynosi[1]:
Przepuszcza całe padające na nią światło zmieniając jedynie 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.
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.
↑ abDieterD.MeschedeDieterD., Optics, light, and lasers. The practical approach to modern aspects of photonics and laser physics, Thirde revised and enlarged edition, Weinheim, Germany 2017, s. 132–133, ISBN 978-3-527-68551-6, OCLC974371870 [dostęp 2023-02-06].