Oorsig
Polarisasie-optika word gebruik om die toestand van polarisasie van invallende straling te verander.Ons polarisasie-optika sluit polarisators, golfplate/vertragers, depolarisators, faraday-rotators en optiese isolators oor die UV-, sigbare of IR-spektrale reekse in.
1064 nm Faraday Rotator
Vrye-ruimte-isolator
Hoëkrag Nd-YAG Polarisator
Optiese ontwerp fokus gereeld op die golflengte en intensiteit van lig, terwyl die polarisasie daarvan verwaarloos word.Polarisasie is egter 'n belangrike eienskap van lig as 'n golf.Lig is 'n elektromagnetiese golf, en die elektriese veld van hierdie golf ossilleer loodreg op die voortplantingsrigting.Polarisasietoestand beskryf die oriëntasie van golf se ossillasie in verhouding tot die voortplantingsrigting.Lig word ongepolariseerd genoem as die rigting van hierdie elektriese veld ewekansig in tyd fluktueer.As die rigting van die elektriese veld van lig goed gedefinieer is, word dit gepolariseerde lig genoem.Die mees algemene bron van gepolariseerde lig is 'n laser.Afhangende van hoe die elektriese veld georiënteer is, klassifiseer ons gepolariseerde lig in drie tipes polarisasies:
★Lineêre polarisasie: die ossillasie en voortplanting is in 'n enkele vlak.Theelektriese veld van lineêr gepolariseerde lig consists van twee loodregte, gelyk in amplitude, lineêr komponente wat geen faseverskil het nie.Die resulterende elektriese veld van lig is beperk tot 'n enkele vlak langs die voortplantingsrigting.
★ Sirkulêre polarisasie: die lig se oriëntasie verander met verloop van tyd op 'n heliese wyse.Die elektriese veld van die lig bestaan uit twee lineêre komponente wat loodreg op mekaar is, gelyk in amplitude, maar 'n faseverskil van π/2 het.Die resulterende elektriese veld van lig roteer in 'n sirkel om die voortplantingsrigting.
★Elliptiese polarisasie: die elektriese veld van ellipties gepolariseerde lig beskryf 'n ellips, in vergelyking met 'n sirkel deur sirkelpolarisasie.Hierdie elektriese veld kan beskou word as die kombinasie van twee lineêre komponente met verskillende amplitudes en/of 'n faseverskil wat nie π/2 is nie.Dit is die mees algemene beskrywing van gepolariseerde lig, en sirkelvormige en lineêre gepolariseerde lig kan as spesiale gevalle van ellipties gepolariseerde lig beskou word.
Daar word dikwels na die twee ortogonale lineêre polarisasietoestande verwys as "S" en "P",hulleword gedefinieer deur hul relatiewe oriëntasie tot die vlak van inval.P-gepolariseerde ligwat parallel met hierdie vlak ossilleer, is "P", terwyl s-gepolariseerde lig wat 'n elektriese veld het wat loodreg op hierdie vlak gepolariseer is, "S" is.Polarisatorsis sleutel optiese elemente vir die beheer van jou polarisasie, die oordrag van 'n gewenste polarisasie toestand terwyl die res reflekteer, absorbeer of afwyk.Daar is 'n wye verskeidenheid polarisatortipes, elk met sy eie voordele en nadele.Om jou te help om die beste polarisator vir jou toepassing te kies, sal ons polarisatorspesifikasies asook polarisator-seleksiegids bespreek.
P en S pol.word gedefinieer deur hul relatiewe oriëntasie tot die vlak van inval
Polarisator spesifikasies
Polarisators word gedefinieer deur 'n paar sleutelparameters, waarvan sommige spesifiek is vir polarisasie-optika.Die belangrikste parameters is:
⊙Transmissie: Hierdie waarde verwys óf na die transmissie van lineêr gepolariseerde lig in die rigting van die polarisasie-as, óf na die transmissie van ongepolariseerde lig deur die polarisator.Parallelle transmissie is die transmissie van ongepolariseerde lig deur twee polarisators met hul polarisasie-asse in parallel belyn, terwyl kruistransmissie die transmissie van ongepolariseerde lig deur twee polarisators is met hul polarisasie-asse gekruis.Vir ideale polarisators is transmissie van lineêr gepolariseerde lig parallel met die polarisasie-as 100%, parallelle transmissie is 50% en kruistransmissie is 0%.Ongepolariseerde lig kan beskou word as 'n vinnig wisselende ewekansige kombinasie van p- en s-gepolariseerde lig.'n Ideale lineêre polarisator sal slegs een van die twee lineêre polarisasies oordra, wat die aanvanklike ongepolariseerde intensiteit I verminder0met die helfte, dwsEk=ek0/2,so parallelle transmissie (vir ongepolariseerde lig) is 50%.Vir lineêr gepolariseerde lig met intensiteit I0, die intensiteit wat deur 'n ideale polarisator, I, oorgedra word, kan beskryf word deur Malus se wet, dws,Ek=ek0cos2Øwaar θ die hoek tussen die invallende lineêre polarisasie en die polarisasie-as is.Ons sien dat vir parallelle asse 100% transmissie bereik word, terwyl vir 90° asse, ook bekend as gekruiste polarisators, daar 0% transmissie is, dus is gekruisde transmissie 0%.In werklike toepassings kan die transmissie egter nooit presies 0% wees nie, daarom word polarisators gekenmerk deur 'n uitwissingsverhouding soos hieronder beskryf, wat gebruik kan word om die werklike transmissie deur twee gekruisde polarisators te bepaal.
⊙Uitsterwingsverhouding en graad van polarisasie: Die polariserende eienskappe van 'n lineêre polarisator word tipies gedefinieer deur die mate van polarisasie of polarisasie doeltreffendheid, dit wil sê, P=(T1-T2)/(T1+T2) en sy uitsterwingsverhouding, dit wil sê, ρp=T2/T1waar die hoofoordragte van die lineêr gepolariseerde lig deur 'n polarisator T1 en T2 is.T1 is die maksimum transmissie deur die polarisator en vind plaas wanneer die transmissie-as van die polarisator parallel is met die polarisasie van die invallende lineêr gepolariseerde bundel;T2 is die minimum transmissie deur die polarisator en vind plaas wanneer die transmissie-as van die polarisator loodreg is op polarisasie van die invallende lineêr gepolariseerde straal.
Die uitsterwingsprestasie van 'n lineêre polarisator word dikwels uitgedruk as 1 / ρp : 1. Hierdie parameter wissel van minder as 100:1 (wat beteken dat jy 100 keer meer transmissie het vir P gepolariseerde lig as S gepolariseerde lig) vir ekonomiese plaatpolarisators tot 106:1 vir hoë kwaliteit dubbelbrekende kristallyne polariseerders.Die uitwissingsverhouding wissel tipies met golflengte en invalshoek en moet saam met ander faktore soos koste, grootte en gepolariseerde transmissie vir 'n gegewe toepassing geëvalueer word.Benewens die uitwissingsverhouding, kan ons die werkverrigting van 'n polarisator meet deur die doeltreffendheid te karakteriseer.Die mate van polarisasie doeltreffendheid word "kontras" genoem, hierdie verhouding word algemeen gebruik wanneer lae lig toepassings oorweeg word waar intensiteitsverliese krities is.
⊙Aanvaardingshoek: Die aanvaardingshoek is die grootste afwyking van die ontwerp-invalshoek waarteen die polarisator steeds binne spesifikasies sal presteer.Die meeste polarisators is ontwerp om teen 'n invalshoek van 0° of 45° te werk, of teen Brewster se hoek.Die aanvaardingshoek is belangrik vir belyning, maar is veral belangrik wanneer daar met nie-gekollimeerde balke gewerk word.Draadrooster en dichroïese polarisators het die grootste aanvaardingshoeke, tot 'n volle aanvaardingshoek van byna 90°.
⊙Konstruksie: Polarisators kom in baie vorme en ontwerpe voor.Dunfilmpolarisators is dunfilms soortgelyk aan optiese filters.Polariserende plaatstraalverdelers is dun, plat plate wat teen 'n hoek met die balk geplaas word.Polariserende kubusstraalverdelers bestaan uit twee reghoekige prismas wat saam by die skuinssy gemonteer is.
Dubbelbrekingspolarisators bestaan uit twee kristallyne prismas wat saam gemonteer is, waar die hoek van die prismas deur die spesifieke polarisatorontwerp bepaal word.
⊙Duidelike diafragma: Die duidelike opening is tipies die mees beperkende vir dubbelbrekende polarisators aangesien die beskikbaarheid van opties suiwer kristalle die grootte van hierdie polarisators beperk.Dichroic polarisators het die grootste beskikbare duidelike openinge aangesien hul vervaardiging hom tot groter groottes leen.
⊙Optiese padlengte: Die lengtelig moet deur die polarisator beweeg.Belangrik vir verspreiding, skadedrempels en ruimtebeperkings, optiese padlengtes kan betekenisvol wees in dubbelbrekende polarisators, maar is gewoonlik kort in dichroïese polarisators.
⊙Skadedrempel: Die laserskadedrempel word bepaal deur die materiaal wat gebruik word sowel as die polarisatorontwerp, met dubbelbrekende polarisators wat tipies die hoogste skadedrempel het.Sement is dikwels die mees vatbare element vir laserskade, en daarom het optiese gekontak straalverdelers of luggespasiëerde dubbelbrekende polarisators hoër skadedrempels.
Polarisator seleksiegids
Daar is verskeie tipes polarisators, insluitend dichroïes, kubus, draadrooster en kristallyn.Geen een tipe polarisator is ideaal vir elke toepassing nie, elkeen het sy eie unieke sterk- en swakpunte.
Dichroic Polarisators stuur 'n spesifieke polarisasietoestand terwyl hulle alle ander blokkeer.Tipiese konstruksie bestaan uit 'n enkelbedekte substraat of polimeer dichroïese film, saamgevoeg met twee glasplate.Wanneer 'n natuurlike bundel deur die dichroïese materiaal oordra, word een van die ortogonale polarisasiekomponent van die bundel sterk geabsorbeer en die ander gaan uit met 'n swak absorpsie.Dus, dichroïese velpolarisator kan gebruik word om ewekansige gepolariseerde bundel in lineêr gepolariseerde bundel om te skakel.In vergelyking met polariserende prismas, bied dichroïese plaatpolarisator 'n baie groter grootte en aanvaarbare hoek. Terwyl jy hoë uitsterwing-tot-koste-verhoudings sal sien, beperk die konstruksie die gebruik vir hoëkraglasers of hoë temperature.Dichroic polarisators is beskikbaar in 'n wye reeks vorms, wat wissel van laekoste gelamineerde film tot presisie hoë kontras polarisators.
Dichroïese polarisators absorbeer die ongewenste polarisasietoestand
Polariserende kubusstraalverdelers word gemaak deur twee reghoekige prismas met 'n bedekte skuinssy te verbind.Die polariserende deklaag is tipies saamgestel uit afwisselende lae van hoë en lae indeks materiale wat S gepolariseerde lig weerkaats en P deurlaat. Die resultaat is twee ortogonale strale in 'n vorm wat maklik is om te monteer en in lyn te bring.Die polariserende bedekkings kan tipies hoë kragdigtheid weerstaan, maar die kleefmiddels wat gebruik word om die blokkies te sement kan misluk.Hierdie mislukkingsmodus kan uitgeskakel word deur optiese kontak.Terwyl ons tipies 'n hoë kontras vir deurgestuurde straal sien, is die gereflekteerde kontras gewoonlik laer.
Draadroosterpolarisators beskik oor 'n reeks mikroskopiese drade op 'n glassubstraat wat selektief P-gepolariseerde lig oordra en S-gepolariseerde lig weerkaats.As gevolg van die meganiese aard, het draadroosterpolarisators 'n golflengteband wat slegs deur die transmissie van die substraat beperk word, wat hulle ideaal maak vir breëbandtoepassings wat hoëkontraspolarisasie vereis.
Polarisasie loodreg op die metaaldrade word oorgedra
Kristallyne polarisator dra 'n gewenste polarisasie oor en wyk die res af deur dubbelbrekingseienskappe van hul kristallyne materiale te gebruik
Kristallyne polariseerders gebruik die dubbelbrekende eienskappe van die substraat om die polarisasietoestand van die inkomende lig te verander.Dubbelbrekingsmateriale het effens verskillende brekingsindekse vir lig wat in verskillende oriëntasies gepolariseer is, wat veroorsaak dat die verskillende polarisasietoestande teen verskillende spoed deur die materiaal beweeg.
Wollaston-polarisators is 'n tipe kristallyne polarisators wat bestaan uit twee dubbelbrekende reghoekige prismas wat saamgesement is, sodat hul optiese asse loodreg is.Boonop maak die hoë skadedrempel van kristallyne polarisators hulle ideaal vir lasertoepassings.
Wollaston Polarisator
Paralight Optics se uitgebreide reeks polariseerders sluit in polariserende kubusstraalverdelers, hoëprestasie tweekanaals PBS, hoëkrag polariserende kubusstraalverdelers, 56° polariserende plaatstraalverdelers, 45° polariserende plaatstraalverdelers, Dichroic Sheet Polarisators, Nanoparticle lineêre polarisatore of Kristallen Birefringens (G) Taylor Polarisators, Glan Laser Polarisators, Glan Thompson Polarisators, Wollaston Polarisators, Rochon Polarisators), Variable Circular Polarisators, en Polariserende Beam Displacers / Combiners.
Laser lyn polarisators
Kontak ons asseblief vir meer gedetailleerde inligting oor polarisasie-optika of kry 'n kwotasie.
