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摘要當線偏振光聚焦并通過單軸晶體傳播時，即使沿著光軸方向，不同的偏振分量之間也可能會發生復雜的轉換。這種現象可以應用于例如產生渦旋光。以方解石晶體為例，這個用例在VirtualLab Fusion中證明了單軸晶體中的偏振轉換。并且可以觀察到在過程中產生的渦旋光。

摘要 當線偏振光聚焦并通過單軸晶體傳播時，即使沿著光軸方向，不同的偏振分量之間也可能會發生復雜的轉換。這種現象可以應用于例如產生渦旋光。以方解石晶體為例，這個用例在VirtualLab Fusion中證明了單軸晶體中的偏振轉換。并且可以觀察到在過程中產生的渦旋光。

摘要當聚焦線性偏振光束通過單軸晶體傳輸，甚至沿著光軸傳輸時，復雜轉換可能會在不同偏振元件之間發生。此類效應可以用來例如生成光學渦旋。以方解石晶體為例，我們在VirtualLab中演示了單軸晶體偏振的轉換。并將此過程中生成的光學渦旋實現可視化。

激光系統 > 晶體建模 任務/系統說明 分析聚焦激光束通過單軸晶體傳播的偏振變化 亮點 ?基于物理光學的仿真包括： - 由于雙折射引起的矢量效應； - 干涉；?可以完全訪問場屬性，包括： - 強度； - 相位； 具體要求：光源 具體要求：偏振 具體要求：透鏡

? 雙折射晶體和偏振光干涉? 光源偏振設置? 雙折射材料方向和其他設定? 干涉結果和光線性質查看? 漸變折射率(GRIN)材料? 腳本設置漸變折射率材料? 定性模擬結果雙折射晶體和偏振光干涉偏振光干涉現象在實際中有很多應用，這里要模擬的是一種典型的雙折射干涉實驗，設置如下圖所示：左側是偏振光源，偏振方向是在xy平面且與x軸夾角45度，所有光線的反向延長線指向一點

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因為光源與偏振片的偏振方向垂直，所以只有偏振方向改變的光線能夠通過。光線通過單軸晶體時，分為o光(ordinary)和e光(extraordinary)，其中o光電場分量與主平面（光線與光軸組成的平面）垂直，e光電場分量與主平面平行，在晶體內o光和e光的速度一般會不同（與光軸和光線方向有關），即等效折射率不同，所以兩種光分開一個很小的角度，而且傳播同樣距離會有一個相位差。

表3.光軸為5°的單軸晶體板在每個測試輪次中的采樣距離和偏差 C.傾斜的各向異性晶體板系統 如第一節所述，我們開發的算法是系統建模的一部分。在這個例子中，我們模擬了一個包含方解石晶體板的光學系統以研究偏振轉換以及渦旋的生成[44]，如圖10所示。

VirtualLab Fusion多層雙折射反射偏振器的模擬在這個用例中，使用VirtualLab Fusion探索了交替雙折射層的數量與布拉格反射條件之間的關系。進一步研究了反射效率隨波長和入射角的變化規律。 單軸晶體中的偏振轉換線偏振光在方解石晶體中的偏振轉換在VirtualLab Fusion中得到了驗證。

<p>在實驗室中，從激光器出射的激光先經過一個起偏器得到線偏振光。如果要把這束線偏振光轉換為圓偏振光，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90度，除了旋轉起偏器，還可以用二分之一波片。</p><p>波片的作用原理是利用了單軸晶體（如石英）的雙折射現象。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。

因為光源與偏振片的偏振方向垂直，所以只有偏振方向改變的光線能夠通過。光線通過單軸晶體時，分為o光(ordinary)和e光(extraordinary)，其中o光電場分量與主平面（光線與光軸組成的平面）垂直，e光電場分量與主平面平行，在晶體內o光和e光的速度一般會不同（與光軸和光線方向有關），即等效折射率不同，所以兩種光分開一個很小的角度，而且傳播同樣距離會有一個相位差。

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也就是說，高階波片比低階波片在物理上更厚，它們更容易受到熱膨脹的影響，離軸光束的延遲誤差被放大，如果波長與設計值不同，延遲誤差也會被放大 。 實際情況中，很少有真正的零級波片被生產出來，因為所需的晶體寬度對于制造來說太薄太脆弱。相反，有效的零級波片是由兩個較厚的單軸晶體（通常是相同的材料）制成的，它們具有交叉的晶軸。

單軸晶體中的偏振轉換 線偏振光在方解石晶體中的偏振轉換在VirtualLab Fusion中得到了驗證。

也就是說，高階波片比低階波片在物理上更厚，它們更容易受到熱膨脹的影響，離軸光束的延遲誤差被放大，如果波長與設計值不同，延遲誤差也會被放大 。 實際情況中，很少有真正的零級波片被生產出來，因為所需的晶體寬度對于制造來說太薄太脆弱。相反，有效的零級波片是由兩個較厚的單軸晶體（通常是相同的材料）制成的，它們具有交叉的晶軸。