Fiber quarter-wave plates and magneto-optical fibers are important components that greatly affect the sensitivity of fiber-optic current sensors. A Tb:YAG crystal-derived silica fiber (TYDSF) was fabricated using a CO2 laser-heating drawing technique. The linear birefringence of TYDSF was measured as 6.661×10-6 by a microscope birefringence measurement instrument. A fiber quarter-wave plate was fabricated by TYDSF at 1310 nm, which produced circularly polarized light with a polarization extinction ratio of 0.34 dB. Additionally, the linear birefringence of TYDSF was decreased by 22% by annealing at 750°C for 7 h, and the Verdet constants of annealed TYDSF were measured to be 9.83, 6.67, and 3.48rad/(T·m) at 808, 980, and 1310 nm, respectively.

本文使用理论与实验相结合的方法研究了斜入射下液晶涂布型C-plate（Liquid crystal coated C-plate，LCC）对逆分散1/4波片（Reverse wavelength dispersion quarter wave plate，RQWP）补偿能力的优化特性。使用扩展琼斯矩阵比较了偏振光以任意角度通过RQWP、RQWP+LCC两种架构后出射光的椭圆率，探究了不同相位延迟RTH的LCC对出射光椭圆率的影响；测试了上述两种架构的圆偏光片在OLED（Organic light emitting-diode display）上的环境光反射率以及反射颜色色坐标。结果表明，LCC能够使45°斜入射时出射光的椭圆率提升10%以上，且在红、绿、蓝三色光条件下，调整LCC的RTH可使膜材架构的总折射率系数NZ趋近于0.5，获得最佳效果。使用RQWP+LCC架构的圆偏光片可使45°极角下OLED的环境光反射率降低3%。在工业生产中直接生产NZ=0.5的膜材拥有较高的技术难度，本文结论对开发NZ=0.5的膜材提供了新的可行方案。

宽频带和动态可调谐的超构表面在太赫兹无线通信、传感和医学成像等应用中具有重要的价值。结合VO₂薄膜的相变原理，本文设计了一种单层“台阶型”复合超构表面，能够实现宽频带四分之一波片和半波片之间的灵活开关功能。VO₂薄膜为常温绝缘相时，超构表面可视为透射型双偏振的宽频带四分之一波片。在1.43~2.43 THz宽频带范围内，能够将垂直入射的x偏振光转换成左旋圆偏振光，椭圆率大于0.99，相对带宽为52%。VO₂薄膜为高温金属相时，超构表面能够实现反射型半波片功能，垂直入射的x偏振光能够转换成y偏振光。此外，本文也详细地研究了波片性能随倾斜入射角度的变化情况，结果表明，随着入射角度的增加，四分之一波片能够实现宽频带和双频带的动态切换，半波片可以实现频率可调谐度为57%的频移。本文所提出的单层“台阶型”复合超构表面有望促进宽频带偏振转换器件，可调谐开关和紧凑型光学器件的发展。