在實(shí)驗(yàn)室中，從激光器出射的激光先經(jīng)過一個起偏器得到線偏振光。如果要把這束線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光，橢圓偏振光就需要借助四分之一波片。如果要把偏振方向旋轉(zhuǎn)90度，除了旋轉(zhuǎn)起偏器，還可以用二分之一波片。

波片的作用原理是利用了單軸晶體（如石英）的雙折射現(xiàn)象。單軸晶體中存在一個方向，這個方向叫光軸。為了描述方便，假定光軸方向是y方向，如下圖。

當(dāng)晶體內(nèi)的入射光的波矢量k沿著y方向時，此時k平行于光軸，y偏振入射光的傳播速度與z偏振入射光的傳播速度都一樣。

當(dāng)晶體內(nèi)的入射光的波矢量k沿著x方向時，此時k垂直于光軸，y偏振入射光的傳播速度與z偏振入射光的傳播速度顯然不同。

定義改變k的方向傳播速度不變的偏振光為o光，另一束偏振光傳播速度隨著k變化而變化的為e光。o光與e光的偏振方向垂直。

波片的原理正是利用k垂直光軸時，o光與e光兩者的傳播速度不同來將線偏振光轉(zhuǎn)換為其他偏振光。傳播速度的不同本質(zhì)上是因?yàn)閛光和e光在傳播時感受到的折射率不同，而折射率n與光程（2*pi/lamda*n*h）有關(guān)。因此隨著傳播距離增大，o光與e光之間的光程差也隨著增大，利用光程差就可以把o光和e光組合演化出各種偏振光了。

如上視頻展示，入射光偏振為黃色箭頭，傳播方向?yàn)閤方向。將偏振沿著yz分解為藍(lán)色和紅色箭頭，穿越一個介質(zhì)（作用等效為四分之一波片）后，黃色的線偏振轉(zhuǎn)換為黃色的圓偏振光。

傳統(tǒng)的波片效果跟厚度密切相關(guān)，而且往往尺寸也大，肉眼可見。為了實(shí)現(xiàn)更小的尺度上構(gòu)造波片，有利于集成化小型化各種光學(xué)器件。利用超表面來構(gòu)造波片是一個不錯的idea。比如很傳統(tǒng)的L型金屬三明治結(jié)構(gòu)的反射型超表面就可以實(shí)現(xiàn)玻片功能。

下面是對于一篇論文的結(jié)果復(fù)現(xiàn)，作者設(shè)計(jì)了一個三明治結(jié)構(gòu)，底層一個金屬層做全反射，中間的介質(zhì)層調(diào)控FP腔的尺寸，上面的L型金屬條負(fù)責(zé)入射光x偏振轉(zhuǎn)換為y偏振的反射光，整體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一個反射型半波片的功能。為了表征轉(zhuǎn)換效果，還求解了反射光的線偏振度，圓偏振度，偏振方位角和橢圓率角。

復(fù)現(xiàn)結(jié)果如下

付費(fèi)內(nèi)容如下，包含兩個內(nèi)容

1，本文中那個線偏振轉(zhuǎn)為圓偏振的視頻的文件

2，對論文的復(fù)現(xiàn)文件，包含上圖展示的所有復(fù)現(xiàn)結(jié)果