Le piastre d'onda sono realizzate con materiali che presentano birifrangenza. La velocità dei raggi straordinari e ordinari attraverso il materiale birifrangente varia inversamente ai loro indici di rifrazione. Questa differenza di velocità dà origine a una differenza di fase quando i due raggi si ricombinano. Ad ogni specifica lunghezza d'onda, la differenza di fase è regolata dallo spessore del ritardatore (piastra d'onda).
Mezza piastra d'onda (λ/2). Un fascio polarizzato linearmente incidente su una piastra d'onda di cristallo di quarzo a mezza onda emerge come un fascio polarizzato linearmente, ma è ruotato in modo tale che il suo angolo rispetto all'asse ottico è doppio rispetto a quello del fascio incidente. Le semipiastre d'onda possono quindi essere utilizzate come rotatori di polarizzazione a regolazione continua. Tali piastre d'onda sono utilizzate per ruotare il piano di polarizzazione, nonché per la modulazione elettro-ottica e come beamsplitter a rapporto variabile se utilizzate insieme a un cubo di polarizzazione.
Piastra d'onda a quarto (λ/4) - un compensatore a film sottile. Se l'angolo tra il vettore del campo elettrico del fascio incidente polarizzato linearmente e il piano principale ritardatore del quarto di piastra d'onda è di 45°, il fascio emergente è polarizzato circolarmente. Quando un quarto di piastra d'onda viene attraversato due volte, ad esempio per riflessione speculare, si comporta come una mezza piastra d'onda e ruota il piano di polarizzazione di un certo angolo. I quarti d'onda vengono utilizzati per creare una polarizzazione circolare da una lineare o viceversa, nonché per l'ellissometria, il pompaggio ottico, la soppressione di riflessioni indesiderate e l'isolamento ottico.
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