太赫兹单色波片只能用于单一波长，因为相位延迟很大程度上取决于波长。 有时需要在指定的波长范围内具有几乎恒定的延迟。 针对这种情况，我们开发了太赫兹宽带相位转换器（THz Broad-Band Phase Transformers）。

宽带相位变压器计算的基本方法是众所周知的。但是，它们不适用于测量系统具有高分辨率的情况。 所以我们修改了方法以考虑干扰效应。 宽带相位变压器由几个特殊定向的水晶石英板组成。 这些板堆叠在一起并固定在支架中。 根据琼斯形式主义，几个延迟板的系统在光学上等同于仅包含两个元素的系统：所谓的“延迟器”和“旋转器”（请参见图1）。 延迟器提供所需的相移（通常为π或π/2）。 旋转器以角度ω转动偏振平面。

图1.以琼斯形式表示的宽带相位变换器及其相对于偏振器和分析仪的位置

有两种类型的宽带相位转换器：

1) ω不是0º，它取决于波长。 我们称之为“消色差偏振转换器”（APC）。ω行为的示例如下。

图2. a) APC L/4@60-300 um的角度ω

2) ω约为0º，在工作波长范围内为常数。 在这种情况下，它通常是“消色差波片”（AWP），其工作原理与单色波片相同。

图2. b) AWP L/4@60-95 um的角度ω

目前已开发出四分之一波消色差偏振转换器、四分之一波和半波消色差波片。APC和AWP相对于偏光片和检偏器的位置有一些特点（见图1）。APC和AWP应以θ角（APC和AWP的有效光轴角度）朝向偏振器。 角度θ略微取决于波长（请参见下面的示例）。

图3. a) APC L/4@60-300 um的有效光轴角度θ

图3. b) AWP L/4@60-95 um的有效光轴角度θ

分析仪以β角朝向偏振器轴（请参见图1）。在AWP的情况下，分析仪位置不取决于波长。但是，如果我们处理APC，则应根据以下条件调整分析仪：

1) ω(λ)相关性（请参见图2a））如果将线偏振辐射转换为圆偏振辐射；

2) β=ω(λ)±45º在圆极化转换为线性极化的情况下。

ω的负号表示如果从偏光片一侧看，需要将检偏器向与θ的相反方向旋转，即逆时针旋转。

实际上，我们可以为从60 um到3000 um的宽范围内的子范围设计L/4 APC、L/4 AWP和L/2 AWP。子范围值取决于具体需求。决定性参数之一是椭圆度容差（实现的圆极化与理想圆极化的偏差）。它可以是+/-3%、+/-10%或客户指定的其他值。公差增加将允许扩大操作范围。

APC L/4@60-300um和AWP L/4@60-95um已使用图1所示的方案进行了测试。考虑到θ (λ)依赖性（请分别参见图3a和3b），APC和AWP相对于偏振器轴定位。使用FTIR光谱仪Bruker Vertex 70测量了分析仪不同位置的APC透射光谱（请参见图4）。

图4. APC L/4@60-300 um在不同分析仪位置测量的透射光谱

我们选择了几个波长并绘制了图表，显示了这些波长的APC传输对分析仪角度的依赖性（请参见图5）。

图5. APC L/4@60-300 um的测量透射率作为分析仪角度β的函数

如下图所示，传输不依赖于角度（小数据传播是由于我们的傅立叶测量的特征）。这意味着通过APC的辐射具有圆偏振，可确认APC的正确操作。

AWP L/4@60-95um的光学特性已在雷根斯堡大学（德国）太赫兹中心使用高功率脉冲NH3激光器在77um和90um进行了研究。 垂直偏振激光辐射以及通过AWP的圆偏振激光辐射被测量为分析仪旋转角度的函数。 典型测量信号如图6所示。与理想O形和8形的偏差不超过10%。 这些图表证实了线偏振辐射到圆偏振辐射的正确转换，反之亦然。

图6. a)线偏振辐射通过AWPL/4@60-95um的情况下，激光辐射强度与分析仪旋转角度的关系

图6. b)在圆偏振辐射通过AWPL/4@60-95um的情况下，激光辐射强度与分析仪旋转角度的关系