瑞士ARCoptix生產(chǎn)的Variable spiralplate（VSP）,也被稱為液晶可變螺旋板，是一種無源液晶光學(xué)元件，其能夠?qū)⒑唵蔚募す馐淖優(yōu)榫哂熊壍绖?dòng)量（L＝1或L＝2）的渦旋光束或徑向偏振光束。VSP可變渦旋波片是完美透明的光學(xué)元件，不受散射或衍射光的影響（除了材料的吸收損失）。從同質(zhì)線性偏振光束到徑向，方位角的轉(zhuǎn)換可以簡單地通過將VSP放置在激光束的光路上來實(shí)現(xiàn)。只需更改VSP（Q-Plate）上的偏置，即可獲得不同的輸出偏振模式。
Arcoptix可變螺旋板產(chǎn)品特點(diǎn)：
-只需更改偏置或輸入極化，即可生成許多不同的圓對稱和連續(xù)偏振分布。
-單個(gè)元件適用于從400至1500nm的所有波長。
-適用于所有類型的激光以及飛秒脈沖激光。
-能夠產(chǎn)生軌道動(dòng)量和螺旋光束。
-能夠產(chǎn)生徑向和方位極化分布。
-無損耗，無散射，無衍射，無片段。
Arcoptix可變螺旋板作為螺旋相位板使用（SPP）
VSP的其中一個(gè)應(yīng)用是將具有圓形（左或右）偏振的平面波前轉(zhuǎn)換為具有光學(xué)渦旋的光束（光束中心具有不確定相位）。這種光束帶有軌道動(dòng)量（OAM），并具有螺旋波前，如下圖所示。Q-PLATE的延遲由交流偏置控制，可以將其調(diào)整為50-1500nm之間的任何所需值。 作為附加功能，只需更改Q-PLATE上的偏置即可在100ms內(nèi)打開或關(guān)閉軌道動(dòng)量。
Arcoptix可變螺旋板用于徑向極化
作為Arcoptix徑向極化轉(zhuǎn)換器（LINK）的產(chǎn)物，VSP（拓?fù)潆姾?span>Q=0.5）能夠?qū)⒕€性輸入極化轉(zhuǎn)換為徑向或方向極化（取決于輸入極化）。通過簡單的調(diào)整施加于VSP上的交流電壓（0-5V），可以使相同的Q-PLATE適用于任何波長。
Arcoptix可變螺旋板的產(chǎn)品應(yīng)用：
-拉蓋爾高斯光束
作為ARCoptix的偏振轉(zhuǎn)換器，Q-Plate能夠產(chǎn)生甜甜圈形狀的焦點(diǎn)，可用于許多應(yīng)用。光束的拓?fù)潆姾桑ㄔ谥圃鞎r(shí)由螺旋板定義）可以產(chǎn)生不同尺寸的環(huán)形焦點(diǎn)（拓?fù)潆姾稍礁撸h(huán)的尺寸越大）
-軌道角動(dòng)量
當(dāng)偏振轉(zhuǎn)換器與偏振器結(jié)合使用時(shí)，會(huì)得到一個(gè)可用作偏振軸查找器（PAF）的設(shè)備?？粗?span>PAF，當(dāng)入射偏振為線性時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)暗段。暗段的方向給出了偏振方向。
-雙折射材料的檢查：
在兩個(gè)PAF（兩個(gè)帶有兩個(gè)偏振轉(zhuǎn)換器的偏振器）之間放置一種雙折射材料時(shí)，可以一眼就能看出樣品的雙折射特性（特征干涉色和主軸）。樣品和偏振器都不必旋轉(zhuǎn)。
-螺旋波前
螺旋板產(chǎn)生具有螺旋波或軌道動(dòng)量的光束。這樣的光束可以用來制造自旋粒子，也可以用于電信應(yīng)用。
-雙光子顯微鏡、STED、等離子體顯微術(shù)
在切割材料時(shí)，激光束的偏振方向是一個(gè)重要的參數(shù)。使用P偏振光的切割速度是S偏振光切割速度的兩倍以上。因此，大多數(shù)切割機(jī)都會(huì)釋放圓形偏振光，從而導(dǎo)致平均切割速度和切割方向的獨(dú)立性。與圓偏振光相比，徑向偏振光終會(huì)提高切割速度，而偏振轉(zhuǎn)換器能承受高強(qiáng)度功率（500W/cm~2）
-雙光子顯微鏡、STED、等離子體表面共振
聚焦不同拓?fù)潆姾傻?span>LG光束，可以在聚焦點(diǎn)產(chǎn)生各種強(qiáng)度和偏振模式，具有STED、雙光子顯微鏡或等離子體表面共振的有趣特性。改變螺旋板的相位延遲和產(chǎn)生不同的拓?fù)潆姾傻目赡苄蕴峁┝烁鞣N各樣有益的構(gòu)型。
Arcoptix可變螺旋板驅(qū)動(dòng)設(shè)備：
可變螺旋板可以用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室功能驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，也可以使用Arcoptix USB驅(qū)動(dòng)程序?？勺兟菪鍘в信cArcoptix USB LC Driver兼容的LEMO連接器。
Arcoptix LC（液晶）驅(qū)動(dòng)程序是為驅(qū)動(dòng)偏振轉(zhuǎn)換器而優(yōu)化的USB計(jì)算機(jī)控制電源，可變螺旋板的相位延遲可以通過調(diào)節(jié)其兩個(gè)電極上的偏置來調(diào)節(jié)。可以將延遲調(diào)整到所使用的激光波長。
LC驅(qū)動(dòng)器具有兩個(gè)獨(dú)立的輸出（Lemo連接器）。它們通過一個(gè)簡單的Windows兼容軟件進(jìn)行控制。輸出具有可變的振幅，極性反轉(zhuǎn)，頻率為1.6KHz。這確保了電池內(nèi)部LC層的均勻變化?？梢愿鶕?jù)需要提供外部觸發(fā)輸入。
Arcoptix可變螺旋板的主要應(yīng)用：
-適用于寬波長范圍的1/2波片
-可由電壓控制的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)
-放置于兩個(gè)交叉偏振片之間作為光學(xué)快門
-與飛秒激光器相似的脈沖激光兼容
Arcoptix可變螺旋板和徑向偏振轉(zhuǎn)換器對比：
可變螺旋板和徑向偏振轉(zhuǎn)換器都能產(chǎn)生徑向偏振光，可變螺旋板能產(chǎn)生徑向偏振光和渦旋光束，徑向偏振轉(zhuǎn)換器能產(chǎn)生徑向偏振光和方向角偏振光，兩者同屬偏振光學(xué)器件，因此用戶容易將兩者混淆。下面表格是兩種器件的詳細(xì)對比。
特征 | 徑向偏振轉(zhuǎn)換器 | 可變螺旋板/可變渦旋波片 |
技術(shù)工藝 | 向列液晶單元的摩擦與對準(zhǔn) | 向列液晶單元與pol.紫外光線聚合物對齊 |
拓?fù)浜蓴?shù) | 不相干 | Q=+/- 0.5 標(biāo)準(zhǔn) Q=1 按需求 |
小光束尺寸 | 2 mm | 5 mm |
軌道動(dòng)量 | OM= +/- 1 | OM= +/- 1 on demａnd +/- 2 |
波長范圍 | 400-1700nm | 400-1700nm |
寬帶波長照明 | Yes possible | 大波長寬度100nm |
產(chǎn)生奇點(diǎn)情況 | 固定奇點(diǎn) | 奇點(diǎn)可隨輸入極化和相位延遲而變化 |
徑向或方向極化 | Yes | Yes |
螺旋相位 | No | Yes (with circular pol.) |
PI相位步進(jìn) | 可以，需要使用相位補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償 | 無相位步進(jìn) |
電動(dòng)驅(qū)動(dòng) | Yes USB LC driver recommended | Yes USB LC driver recommended |
Arcoptix可變螺旋板的主要參數(shù)：
特征 | 可變螺旋板 |
波長范圍 | 400-1700 nm |
相位延遲 | 電動(dòng)可調(diào)（0-5V AC） |
可用的拓?fù)浜蓴?shù)（在制造期間固定） | q=0,5 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù) q=1 或更高的需求 |
軌道動(dòng)量 | +/- 1 |
大光束尺寸 | 10 mm |
小光束尺寸 | 5 mm |
有效區(qū)域 | 12 mm 直徑 |
傳輸效率 | 優(yōu)于 85% (in the VIS) |
緩速材質(zhì) | 向列液晶 |
基材材質(zhì) | Glass bk7 |
局部消光比（輸入強(qiáng)度/輸出強(qiáng)度） 當(dāng)元件放置在交叉偏振器之間進(jìn)行鏡像偏振配置時(shí) | ~100 @ 633nm |
輸出強(qiáng)度均勻度 | < 1/100 RMS variation |
溫度范圍 | 15° - 35° |
保存操作權(quán)限 | 300 W/cm2 C 100 mJ/cm2 10 ns, 450-1500 nm 50 W/cm2 CW, below 450nm |
元件尺寸 | 6 cm x 4 cm x 1.5 cm |
