半波板：

能將入射光，極化為兩道平行(綠)與垂直(藍)於光軸的波。

相對於垂直於光軸的光波，平行於光軸的光波在波板中的傳遞是較慢的，

這導致光波在波板的終端，平行於光軸的光波，與垂直於光軸的光波，有半個波長這樣距離上的延遲，

並使最終合併在一起的光波(紅)，與入射光呈現垂直偏極化的結果。

波板(或 retarder)是一種可改變入射光極化方向的光學元件。

運作

藉由偏移光波中兩兩互相垂直的極化光分量的相位，是波板的主要運作方式。 典型的波板，是由簡單的雙折射晶體組成，其晶體則需經嚴格的挑選，包括厚度與方向性，都要被納人比較。晶體被切割以使得光軸平行於波板的表面。被偏極過、兩兩互相垂直的偏極光，以不同的速度通過晶格，並產生相位差。當 extraordinary index 比 ordinary index 小(像是方解石中)，extraordinary axis 被稱為”快軸”，而垂直其方向的平面，則稱為”慢軸”。隨著晶體厚度的不同，延著兩兩互相垂直方向的光極化分量，最後會顯現成為不同的極化態。

沿慢軸偏振光稱為 ordinary light，沿快軸偏振光稱為 extraordinary light。

波板根據相對相位數(the amount of relative phase)  來區分，並有著如下的關係式：

其中，  為光在真空中的波長，△n 為雙折射率，L 為晶體的厚度。舉四分波板為例，它能將入射光極化為兩軸相位差為 1/4 波長的極化光分量，並可將線極化光，偏極化成為圓極化光，或是將圓極化光，偏極化為線極化光，這可透過調整線偏極光入射角與快軸成45°角的方式來達成。此時，ordinary wave(沿慢軸) 與 extraordinary wave(沿快軸) 具有同樣的振幅。

另一種常見的波板為半波板，其功能為減少極化上半波長的距離，或是 180°角。這類型的波板改變線偏極光的極化方向。一般而言，波板正如極化器，能被 Jones Matrix Formalism 描述，使用一向量去代表光的偏極化態，並利用一矩陣去代表線偏極光在波板或極化器中的傳輸。

雖然雙折射參數 △n 會因色散的關係有些微變動，在光程固定、光波長固定情況下的相位誤差比較之下，是可以忽略不計的(在關係式中，為分母)。也因此，依適用波長的不同，波板被製作成為不同的產品。以慢軸沿著快軸的方向，藉由疊合兩片厚度差異極小的波板，相位誤差可以被最小化。舉四分波板為例，透過這樣的設計，相應的相位誤差可以降到 1/4 波長，而不是 3/4、或 5/4 波長，這樣的波板被稱為 Zero-Order 波板。

For a single wave plate changing the wavelength of the light introduces a linear error in the phase. Tilt of the wave plate enters via a factor of  (where  is the angle of tilt) into the path length and thus only quadratically into the phase. For the extraordinary polarization the tilt also changes the refractive index to the ordinary via a factor of , so combined with the path length, the phase shift for the extraordinary light due to tilt is zero.

A polarization independent phase shift of zero order needs a plate with thickness of one wavelength. For Calcite the refractive index changes in the first decimal place, so that a true zero order plate is ten times as thick as one wavelength. For quartz and magnesium fluoride the refractive index changes in the second decimal place and true zero order plates are common for wave-lengths above 1 µm.