锐光凯奇raycage

2025-08-25

导读：二分之一波片（HWP）作为偏振调控的核心光学元件，具有重要的应用价值。今天给大家介绍一款六分区二分之一波片，这款产品非常有创新意识。

二分之一波片（HWP）作为偏振调控的核心光学元件，具有重要的应用价值。通过旋转波片快轴角度，可实现线偏振光的任意方向调节（旋转角度=2×快轴夹角），满足激光加工、光学检测等场景对偏振态的高精度需求，在超分辨成像系统也是有重要的应用。它在先进制造、量子科技、光电探测等领域的不可替代性，彰显了其基础性与工程化应用的双重意义。随着近十几年矢量偏振光的应用，对一束光有多种偏振态的需求开始呈现出来。刚刚起步的实现方法就是采用人工拼接的方法，例如锐光的公众号在2023年4月25推送的“实验走入课堂（3）自制教具“看”偏振光方向”内容中，详细介绍了如何动手制作径向偏振片。

图1 径向偏振片（36个角度偏振片的拼接）

感兴趣的读者可以参考这一期推送内容：实验走入课堂（3）自制教具“看”偏振光方向。这是手工制作，比较粗糙，主要是满足教学和演示目的。德国CODIXX公司可以提供商业化的产品，细节信息如图2。

图2 CODIXX公司提供的拼接偏振片

除了偏振片拼接技术之外，还有其它使用半导体工艺方法制作的偏振片，价格都是比较昂贵，读者感兴趣可以参考一下美国Thorlabs公司、国内可以参考麓邦和晶萃公司的官网。

今天给大家介绍一款六分区二分之一波片，这款产品很有可能是来自世界上唯一可以提供现货的供货商，非常有创新意识，由麓邦科技提供。从麓邦的官方网站可以看到这种波片的产品细节。武汉优光科技有限责任公司也可以定制提供类似的六分区波片（https://www.u-optic.com/，但是在官网上没有找到相关的信息）是使用六块波片拼接而成，但是与麓邦整体一体化的工艺有所不同。

LBTEK真零级六分区波片（Six-segmented Waveplate）基于N-BK7窗口片和液晶聚合物（Liquid Crystal Polymers，LCP）材料制成，呈现为典型的三明治结构，安装于标准SM1透镜套筒中。LCP膜层中，快轴沿角向平均分成6个60 °分区，单个分区内的液晶分子快轴取向一致，在整个器件平面上具有相同的λ/2延迟量，为单波长器件。

聚合物真零级六分区波片常用于生成偏振方向对称的结构线偏振光，主要用于结构照明显微(SIM)成像技术或其他偏振调制方向的应用。它的具体结构如图片3。

图片3 六分区波片的结构

图片3中是六分区波片的快轴方向，当图左水平偏振入射通过波片后，出射会得到六个不同的偏振态（如右图）。右图在使用检偏器可以看到视频1的现象。

视频1 使用检偏器观看六个偏振态的现象

经过检偏器的强度分布就是按照马吕斯公式可以非常容易的计算出来。用户可能是最关心的还是入射的一个偏振态，视频2可以看到六个偏振态的现象:

视频2 六波片的偏振效果

通过以上介绍，大家了解到六分区波片（Hexagonally Segmented Half-Wave Plate, HS-HWP）是一种特殊设计的偏振调控元件，通过将波片分割成六个不同快轴角度的扇形区域，实现空间偏振态的动态调制。其主要用途集中在高分辨率成像、偏振测量、光场调控等前沿领域。通过旋转六分区波片，可快速切换多种偏振模式，无需机械调整整个光学系统实现动态控制；在偏振测量与Stokes参数重建过程中，替代传统旋转偏振片方案，通过单次测量6个偏振态分量，快速计算斯托克斯参数（S₀~S₃），适用于动态场景（如大气偏振导航）；这种技术还可以应用到量子信息处理，在量子密钥分发（QKD）中，快速切换偏振基矢（如BB84协议的0°、45°、90°、135°），提升密钥生成速率。

从下表可以看到对比传统的二分之一波片，六分区波片特点：