複屈折とは、特定の方向に分子が並んだ結晶や高分子などの物質において、光の伝搬方向や偏光方向によって異なる屈折率で光が伝搬する性質のことです。波長板は、複屈折材料などを利用して直交する2つの偏光成分に位相差(光路差)をつけて、入射偏光の状態を変える素子であり、 よく使われる波長板にλ/2板(HWP)とλ/4板(QWP)があります。光軸に沿って入射した場合には複屈折性を示さず、波長板として使用できるのはX or Y板であり、Z板は使用できません。
ゼロ次モード波長板は、全体の位相差を希望する値そのままに保つことができる光学デバイスです。標準的なものは2枚の水晶波長板から成り、互いの光軸が直交する配置により位相差シフトを相殺し、波長や温度変動に対する安定性を向上させますが、入射角による影響には限界があります。一方で、真のゼロ次モード波長板(トゥルーゼロ波長板)は極めて薄い1枚の水晶で構成され、その厚さは数µmになることがあります。この薄さから取り扱いが難しい場合もありますが、トゥルーゼロ波長板は他と比べて波長・入射角などの変化に対して優れた位相差の安定性を持ちます。
マルチオーダー波長板は、全体の位相差が希望する値に整数nを加えた形(希望する位相差値 + n)となります。整数の値は位相差性能には影響しません。この波長板は1枚の水晶から構成されており、比較的厚いため取り扱いや設置が容易です。しかし、その厚みのために波長・入射角などの変化による位相差シフトの影響を受けやすくなります。