Lame d’onde pour l’optique : guide d’achat

Le chemin de la compréhension de la lumière, comment elle est composée de photons qui agissent comme des ondes électromagnétiques a été long et complexe. La lame d’onde optique, aussi appelée lame à retard optique,  est un des outils qui est ressorti de cette compréhension afin de pouvoir d’utiliser au mieux les signaux lumineux et mieux comprendre le monde qui nous entoure. Ci-dessous vous allez découvrir toutes les informations sur les lames d’ondes.

 Qu’est ce qu’une lame d’onde ?

Avant de répondre à cette question il est important de comprendre qu’un signal lumineux, qui interagit comme une onde peut être décomposé en deux polarisations orthogonales appelées p et s.  Pour mieux imager, si nous nous reportons sur une projection orthogonale classique x,y,z et imaginons une onde lumineuse suivant la direction z, celle-ci oscillera le long de cette direction dans les directions x et y.

Les lames d’ondes vont modifier les phases relatives des polarisations p & s. Pratiquement, il va se créer un délai de l’état d’une polarisation sur l’autre, c’est pour cela que les lames d’ondes sont également appelées retardateurs (ou lame à retard optique).

Lames demi-onde

Une lame demi-onde appliquera un délai de phase de π, créant une image inversée de la polarisation incidente.

Lame quart d’onde

La lame quart d’onde est utilisée pour réaliser un délai de polarisation de π/2. Les lames quart d’onde peuvent changer un signal polarisé linéairement en une polarisation circulaire à sa sortie.

Comment sont réalisées les lames d’onde ?

La fabrication des lames d’onde repose sur la biréfringence de matières optiques. La biréfringence est la caractéristique de certaines matières d’avoir une différence d’indice de réfraction dans différentes directions orthogonales. Cette différence crée donc un axe lent et un axe rapide, qui permette la réalisation du retard de phase quand le signal passe au travers de la matière optique.

Les lames d’ondes peuvent être réalisées avec plusieurs types de matières biréfringentes : principalement des cristaux et ou des polymères.

Nous pouvons différencier:

Les lames d’ondes d’ordre multiple

Pour les lames d’onde d’ordre multiple, la retardation réelle correspond à plusieurs fois la longueur d’onde plus le retard nominal voulu. Elles peuvent être imagées comme la position d’une roue de voiture qui serait identique si la roue a tourné de seulement 45° ou bien dix fois sur elle même puis de 45°.

Les lames d’ondes multi-ordres sont plus épaisses que les vrais lames d’ordre zéro, elles ont donc plus résistantes mécaniquement et présentent un meilleur LIDT. Néanmoins elles sont moins précises spécialement dans des conditions de températures changeantes, la biréfringence des matières se modifiant faiblement avec la température.

Lame d’onde d’ordre zéro.

Une lame d’onde d’ordre zéro retarde uniquement le signal de la valeur de retard nominale. (sans extra tour de roue dans l’exemple de la roue de voiture mentionné ci-dessus).

Elles peuvent être réalisées soit avec de très fins films de matière (habituellement mis en sandwich entre deux fenêtres neutres pour assurer une solidité mécanique), ou avec plusieurs plaques de lame d’onde d’ordre multiples positionnés dans différents angles afin d’éliminer les décalages supplémentaires (les tours de roues de notre exemple).

Du fait que le retard est de l’ordre de la longueur d’onde, pour les deux types de lame d’onde il est important d’avoir une très bonne qualité optique de l’ordre de λ/10.

Il est important de prendre en compte qu’une lame d’onde est réalisée à une épaisseur spécifique pour être utilisé à un champ de longueur d’ondes défini et un positionnement angulaire spécifique.

Où acheter des lames d’onde ?

Les fabricants de lame d’onde fournissent également d’autres types de composants optique, mais tous les fabricants d’optique de précision ne peuvent fournir des lames d’onde. En effet leur production demande des calculs précis et de maîtriser un polissage de qualité le long des axes optiques. Il est donc important de ne travailler qu’avec des fournisseurs aillant une expérience significative dans les lames d’ondes.

N’hésitez pas à contacter SINOPTIX pour plus de détails: