Tấm xoắn ốc biến thiên (VSP) là một cấu trúc quang học tinh thể lỏng thụ động có khả năng biến đổi chùm tia laze đơn giản thành chùm tia xoáy, chùm tia phân cực xuyên tâm có mô men động lượng (L = 1 hoặc L = 2). VSP là một phần tử quang học hoàn toàn trong suốt mà không có tổn thất ligh tán xạ hoặc nhiễu xạ (ngoài tổn thất hấp thụ của vật liệu). Việc chuyển đổi từ chùm tia phân cực tuyến tính đồng nhất thành, ví dụ, chùm tia hướng tâm, góc phương vị (hoặc cũng có thể thu được hình chanh, xoắn ốc hoặc phân bố hình sao) bằng cách đặt VSP trong đường quang học của chùm tia laser của bạn. Các mẫu phân cực đầu ra khác nhau có thể thu được bằng cách thay đổi độ lệch áp dụng trên tấm Q của VSP.
Tạo chuyển động xoáy hoặc mặt sóng xoắn ốc - tấm pha xoắn ốc (SPP)
Một ứng dụng thú vị của VSP là biến đổi mặt sóng phẳng có phân cực tròn (trái hoặc phải) thành chùm có xoáy quang học (với pha # ff0000 ở tâm chùm). Chùm tia như vậy có quỹ đạo xoáy (OAM) và có mặt sóng xoắn ốc như thể hiện trong hình dưới đây. Độ trễ của tấm Q được kiểm soát bằng phân cực AC và có thể được điều chỉnh đến bất kỳ giá trị mong muốn nào trong khoảng 50-1500nm. Bạn có thể bật và tắt xung lượng quỹ đạo (trong vòng 100ms) chỉ đơn giản bằng cách thay đổi độ lệch trên tấm q.
Phân cực hướng tâm và phương vị
Là sản phẩm chuyển đổi phân cực xuyên tâm ARCoptix (liên kết), VSP (với cấu trúc liên kết q = 0,5) có khả năng biến đổi Phân cực đầu vào tuyến tính thành Phân cực xuyên tâm hoặc Phân cực phương vị (tùy thuộc vào Phân cực đầu vào). Cùng một tấm Q có thể được điều chỉnh theo bất kỳ bước sóng nào một cách đơn giản bằng cách điều chỉnh điện áp xoay chiều (0-5V) được áp dụng trên VSP.
Pha xoắn ốc
Tấm xoắn ốc biến đổi có thể tạo ra từ một chùm gaussian đơn giản có pha xoắn ốc. Để loại bỏ điều này, chúng tôi tạo một thiết lập giao thoa kế Mac-Zehnder nổi tiếng kết hợp với máy ảnh CDD để ghi lại dạng giao thoa ở đầu ra của giao thoa kế. Bằng cách nghiêng hai chùm của giao thoa kế, chúng ta thu được các vân giao thoa đều đặn (như trong hình) và bằng cách đưa vào một tấm xoắn ốc (với độ trễ nửa sóng), chúng ta thu được sự lệch pha (hình ba chiều mũi nhọn). Một lần nữa, nếu độ chậm VSP được điều chỉnh (thông qua phân cực điện) thành độ chậm sóng hoàn toàn, sự sai lệch sẽ biến mất như trong hình dưới đây.
VSP đã tắt-
không bị lệch
VSP đã bật-
độ lệch tạo ra pha xoắn ốc
Q = 0,5 (OM = 1) giữa các phân cực chéo nhau
Phân cực xuyên tâm
Q = 1 (OM = 2) giữa các phân cực chéo nhau
Lưu ý rằng tấm xoắn ốc tương tự như sản phẩm bộ chuyển đổi Phân cực xuyên tâm của chúng tôi. Sự khác biệt chính giữa sản phẩm này là với tấm xoắn ốc, người ta có thể thu được phân cực xoắn ốc hoặc phân cực xuyên tâm và với bộ chuyển đổi phân cực, người ta thu được phân cực xuyên tâm và pha xoắn ốc cùng một lúc. Sự khác biệt giữa tấm xoắn ốc và bộ chuyển đổi phân cực ARCoptix được tóm tắt trong bảng dưới đây.
Bằng cách nhìn vào so sánh trong bảng, rõ ràng là VSP có nhiều lợi thế hơn so với Bộ chuyển đổi phân cực. Ngoài ra, VSP không có bước pha PI ở giữa khẩu độ, giúp thiết bị điều chỉnh đơn giản hơn và chất lượng chùm tia sẽ tốt hơn. Cũng cần lưu ý rằng Polarized là một thiết bị đã được chứng minh và đã được nhiều nhà khoa học sử dụng với sự hài lòng. VSP là một sản phẩm mới không có tài liệu tham khảo cho thời điểm này. Lưu ý rằng để có chất lượng tối ưu, nên sử dụng kích thước chùm tia có đường kính ít nhất là 5mm. Các kết quả thu được với kích thước chùm tia dưới 2-3 mm có thể bị nhiễm vi khuẩn LC cơ bản tạo ra các giới hạn ở trung tâm của tế bào.
Đặc điểm
|
Bộ chuyển đổi phân cực |
Tấm xoắn ốc biến đổi |
Công nghệ
|
Sự liên kết của LC nematic với sự cọ xát |
Căn chỉnh LC nematic với polyme căn chỉnh với đèn UV |
| Phí tôpô |
không đáng kể
|
Q = + / - 0,5 tiêu chuẩn
Q = 1 theo yêu cầu |
| Kích thước chùm tia tối thiểu |
2 mm |
5 mm |
| Momentum quỹ đạo |
OM= +/- 1 |
OM = +/- 1, theo yêu cầu +/- 2 |
| Dải bước sóng |
400-1700nm |
400-1700nm |
| Chiếu sáng bước sóng băng thông rộng |
có thể |
Chiều rộng bước sóng tối đa 100nm |
| Tạo ra nhiều điểm kỳ dị khác nhau |
Sửa điểm kỳ dị |
Điểm kỳ dị có thể thay đổi với phân cực đầu vào và độ trễ pha |
| Phân cực hướng tâm hoặc phương vị |
Có |
Có |
| Pha xoắn ốc |
Không có
|
Có (với phân cực tròn) |
| Bước pha Pi |
Có, cần được bù bằng bộ bù pha |
Không có bước pha |
Điều khiển bằng điện
| Có, khuyến nghị trình điều khiển USB LC | Có, khuyến nghị trình điều khiển USB LC |