מקטבים

סקירה כללית

אופטיקה של קיטוב משמשת לשינוי מצב הקיטוב של קרינה מתרחשת.אופטיקת הקיטוב שלנו כוללת מקטבים, לוחות גלים / מעכבי גלים, משחררי קוטביות, מסובבים של Farday ומבודדים אופטיים בטווחים הספקטרליים של UV, גלוי או IR.

מקטבים-(1)

1064 ננומטר מסובב Faraday

מקטבים-(2)

מבודד שטח פנוי

High-Power-Nd-YAG-Polarizing-Plate-1

מקטב Nd-YAG בעל עוצמה גבוהה

עיצוב אופטי מתמקד לעתים קרובות באורך הגל ובעוצמת האור, תוך הזנחת הקיטוב שלו.קיטוב, לעומת זאת, הוא תכונה חשובה של אור כגל.האור הוא גל אלקטרומגנטי, והשדה החשמלי של גל זה מתנודד בניצב לכיוון ההתפשטות.מצב קיטוב מתאר את כיוון תנודת הגל ביחס לכיוון ההתפשטות.אור נקרא לא מקוטב אם כיוון השדה החשמלי הזה משתנה באופן אקראי בזמן.אם כיוון השדה החשמלי של האור מוגדר היטב, זה נקרא אור מקוטב.המקור הנפוץ ביותר לאור מקוטב הוא לייזר.בהתאם לאופן מכוון השדה החשמלי, אנו מסווגים אור מקוטב לשלושה סוגים של קיטובים:

★קיטוב ליניארי: התנודה וההתפשטות נמצאים במישור אחד.Theשדה חשמלי של אור מקוטב ליניארי cהתקפות של שני מאונכים, שווים באמפליטודה, ליניאריים רכיבים שאין להם הפרש פאזה.שדה האור החשמלי המתקבל מוגבל למישור יחיד לאורך כיוון ההתפשטות.

★קיטוב מעגלי: כיוון האור משתנה עם הזמן בצורה סלילנית.השדה החשמלי של האור מורכב משני רכיבים ליניאריים המאונכים זה לזה, שווים באמפליטודה, אך בעלי הפרש פאזה של π/2.השדה החשמלי שנוצר של האור מסתובב במעגל סביב כיוון ההתפשטות.

★קיטוב אליפטי: השדה החשמלי של אור מקוטב אליפטי מתאר אליפסה, בהשוואה למעגל על ​​ידי קיטוב מעגלי.שדה חשמלי זה יכול להיחשב כשילוב של שני רכיבים ליניאריים בעלי משרעות שונות ו/או הפרש פאזה שאינו π/2.זהו התיאור הכללי ביותר של אור מקוטב, וניתן לראות אור מקוטב מעגלי וליניארי כמקרים מיוחדים של אור מקוטב אליפטי.

שני מצבי הקיטוב הליניארי האורתוגונלי מכונים לעתים קרובות "S" ו-"P",הֵםמוגדרים על ידי הכיוון היחסי שלהם למישור ההתרחשות.אור מקוטב Pשמתנודד במקביל למישור זה הם "P", בעוד שאור מקוטב s שיש לו שדה חשמלי מקוטב בניצב למישור זה הם "S".מקטביםהם אלמנטים אופטיים מרכזיים לשליטה בקיטוב שלך, העברת מצב קיטוב רצוי תוך שיקוף, קליטה או סטייה של השאר.קיים מגוון רחב של סוגי מקטבים, לכל אחד יתרונות וחסרונות משלו.כדי לעזור לך לבחור את המקטב הטוב ביותר עבור היישום שלך, נדון במפרטי המקטבים וכן במדריך לבחירת מקטבים.

P ו-S pol מוגדרים על ידי הכיוון היחסי שלהם למישור ההתרחשות

P ו-S pol.מוגדרים על ידי הכיוון היחסי שלהם למישור ההתרחשות

מפרט מקטב

מקטבים מוגדרים על ידי כמה פרמטרים מרכזיים, חלקם ספציפיים לאופטיקה של קיטוב.הפרמטרים החשובים ביותר הם:

שידור: ערך זה מתייחס להעברת אור מקוטב ליניארי בכיוון ציר הקיטוב, או להעברת אור לא מקוטב דרך המקטב.שידור מקביל הוא שידור של אור לא מקוטב דרך שני מקטבים עם צירי הקיטוב שלהם מיושרים במקביל, בעוד שהעברת אור לא מקוטב היא שידור של אור לא מקוטב דרך שני מקטבים עם צירי הקיטוב שלהם חוצים.עבור מקטבים אידיאליים שידור אור מקוטב ליניארי במקביל לציר הקיטוב הוא 100%, שידור מקביל הוא 50% והשידור מוצלב הוא 0%.אור לא מקוטב יכול להיחשב כשילוב אקראי המשתנה במהירות של אור מקוטב p ו-s.מקטב ליניארי אידיאלי ישדר רק אחד משני הקיטובים הליניאריים, ויפחית את העוצמה הבלתי מקוטבת הראשונית I0בחצי, כלומר,אני=אני0/2,אז שידור מקביל (עבור אור לא מקוטב) הוא 50%.לאור מקוטב ליניארי בעוצמה I0, ניתן לתאר את העוצמה המשודרת דרך מקטב אידיאלי, I, על ידי חוק מאלוס, כלומר,אני=אני0חַסַת עָלִים2Øכאשר θ היא הזווית בין הקיטוב הליניארי הנכנס לציר הקיטוב.אנו רואים שעבור צירים מקבילים מושגת שידור של 100%, בעוד שעבור צירים של 90°, הידועים גם בתור מקטבים מוצלבים, יש 0% שידור, ולכן שידור מוצלב הוא 0%.אולם ביישומים בעולם האמיתי, השידור לעולם לא יכול להיות בדיוק 0%, לכן, מקטבים מאופיינים ביחס הכחדה כמתואר להלן, שבו ניתן להשתמש כדי לקבוע את השידור בפועל דרך שני מקטבים מוצלבים.

יחס הכחדה ומידת הקיטוב: תכונות הקיטוב של מקטב ליניארי מוגדרות בדרך כלל על ידי מידת הקיטוב או יעילות הקיטוב, כלומר, P=(T1-T2)/(ת1+T2) ויחס ההכחדה שלו, כלומר ρp=T2/T1כאשר השידורים העיקריים של האור המקוטב ליניארי דרך מקטב הם T1 ו-T2.T1 הוא השידור המקסימלי דרך המקטב ומתרחש כאשר ציר ההולכה של המקטב מקביל לקיטוב של הקרן המקוטבת ליניארית הפוגעת;T2 הוא השידור המינימלי דרך המקטב ומתרחש כאשר ציר השידור של המקטב מאונך לקיטוב של הקרן המקוטבת ליניארית.

ביצועי ההכחדה של מקטב ליניארי מתבטאים לעתים קרובות כ-1 / ρp : 1. פרמטר זה נע בין פחות מ-100:1 (כלומר יש לך פי 100 יותר שידור לאור מקוטב P מאשר אור מקוטב S) עבור מקטבי גיליון חסכוני ל-106:1 עבור מקטבים גבישיים דו-פריים באיכות גבוהה.יחס ההכחדה משתנה בדרך כלל עם אורך הגל וזווית הפגיעה ויש להעריך אותו יחד עם גורמים אחרים כמו עלות, גודל ותמסורת מקוטבת עבור יישום נתון.בנוסף ליחס הכחדה, אנו יכולים למדוד את הביצועים של מקטב על ידי אפיון היעילות.מידת יעילות הקיטוב נקראת "ניגודיות", יחס זה משמש בדרך כלל כאשר בוחנים יישומי תאורה נמוכים שבהם הפסדי עוצמה הם קריטיים.

זווית קבלה: זווית הקבלה היא הסטייה הגדולה ביותר מזווית תקיעה עיצובית שבה המקטב עדיין יפעל במסגרת המפרטים.רוב המקטבים מתוכננים לעבוד בזווית פגיעה של 0° או 45°, או בזווית של ברוסטר.זווית הקבלה חשובה ליישור אך יש לה חשיבות מיוחדת כאשר עובדים עם קורות שאינן משולבות.לרשת תיל ולמקטבים דיכרואיים יש את זוויות הקבלה הגדולות ביותר, עד לזווית קבלה מלאה של כמעט 90°.

בנייה: מקטבים מגיעים בצורות ועיצובים רבים.מקטבי סרט דק הם סרטים דקים הדומים לפילטרים אופטיים.מפצלי קרני צלחות מקטבים הם צלחות דקות ושטוחות הממוקמות בזווית אל הקורה.מפצלי קרני קובייה מקטבים מורכבים משתי מנסרות זווית ישרה המורכבות יחד בתחתית התחתית.

מקטבים דו-שבירה מורכבים משתי מנסרות גבישיות המותקנות יחד, כאשר זווית המנסרות נקבעת על ידי עיצוב המקטב הספציפי.

צמצם ברור: הצמצם השקוף הוא בדרך כלל המגביל ביותר עבור מקטבים דו-שבירה מכיוון שהזמינות של גבישים טהורים מבחינה אופטית מגבילה את גודלם של מקטבים אלה.למקטבים דיכרואיים יש את הפתחים השקופים הגדולים ביותר הזמינים מכיוון שהייצור שלהם מתאים לגדלים גדולים יותר.

אורך נתיב אופטי: האור באורך חייב לעבור דרך המקטב.חשוב עבור פיזור, ספי נזק ומגבלות שטח, אורכי נתיב אופטי יכולים להיות משמעותיים במקטבים דו-שבריריים אך הם בדרך כלל קצרים במקטבים דיכרואיים.

סף נזק: סף הנזק של הלייזר נקבע על פי החומר המשמש כמו גם תכנון המקטב, כאשר למקטבים דו-שבירה בדרך כלל יש את סף הנזק הגבוה ביותר.מלט הוא לעתים קרובות האלמנט הרגיש ביותר לנזקי לייזר, וזו הסיבה שמפצלי אלומות בעלי מגע אופטי או מקטבים דו-שבירה בעלי מרווח אוויר בעלי ספי נזק גבוהים יותר.

מדריך לבחירת מקטבים

ישנם מספר סוגים של מקטבים כולל דיכרואי, קובייה, רשת תיל וקריסטלית.אף סוג מקטב אינו אידיאלי לכל יישום, לכל אחד יש את החוזקות והחולשות הייחודיות לו.

מקטבים Dichroic משדרים מצב קיטוב מסוים תוך חסימת כל האחרים.בנייה אופיינית מורכבת ממצע מצופה יחיד או סרט דיכרואי פולימרי, עם שתי לוחות זכוכית בכריכים.כאשר קרן טבעית משדרת דרך החומר הדיכרואי, אחד ממרכיבי הקיטוב האורתוגונלי של הקרן נספג חזק והשני יוצא עם בליעה חלשה.אז, ניתן להשתמש במקטב גיליון דיכרואי כדי להמיר קרן מקוטבת אקראית לקרן מקוטבת ליניארית.בהשוואה למנסרות מקטבות, מקטב גיליון דיכרואי מציע גודל גדול בהרבה וזווית מקובלת. בעוד שתראה יחסי הכחדה גבוהים לעלות, הבנייה מגבילה את השימוש בלייזרים בהספק גבוה או בטמפרטורות גבוהות.מקטבים Dichroic זמינים במגוון רחב של צורות, החל מסרט למינציה בעלות נמוכה ועד מקטבים בעלי ניגודיות גבוהה.

מקטבים

מקטבים דיכרואיים סופגים את מצב הקיטוב הלא רצוי

מקטבים-1

מפצלי קוביות מקטבים מיוצרים על ידי חיבור שתי מנסרות זווית ישרה עם תחתית מצופה.הציפוי המקטב בנוי בדרך כלל משכבות מתחלפות של חומרים בעלי אינדקס גבוה ונמוך המשקפים אור מקוטב S ומעבירים P. התוצאה היא שתי אלומות אורתוגונליות בצורה שקל להרכיב וליישר.הציפויים המקטבים יכולים בדרך כלל לעמוד בצפיפות הספק גבוהה, אולם הדבקים המשמשים למלט את הקוביות עלולים להיכשל.ניתן לבטל מצב כשל זה באמצעות מגע אופטי.בעוד שבדרך כלל אנו רואים ניגודיות גבוהה עבור אלומה משודרת, הניגודיות המשתקפת בדרך כלל נמוכה יותר.

מקטבי רשת תיל כוללים מערך של חוטים מיקרוסקופיים על מצע זכוכית אשר מעביר אור P-Polarized באופן סלקטיבי ומחזיר אור S-Polarized.בגלל האופי המכני, מקטבי רשת תיל כוללים פס אורך גל המוגבלת רק על ידי השידור של המצע מה שהופך אותם לאידיאליים עבור יישומי פס רחב הדורשים קיטוב ניגודיות גבוהה.

מקטבים-2

מועבר קיטוב בניצב לחוטים המתכתיים

מקטבים-21

מקטב גבישי מעביר קיטוב רצוי ומסיט את השאר על ידי שימוש בתכונות השבירה הדו-פעמית של החומרים הגבישיים שלהם

מקטבים גבישיים מנצלים את תכונות השבירה הדו-פעמית של המצע כדי לשנות את מצב הקיטוב של האור הנכנס.לחומרים דו-שבירה יש מדדי שבירה שונים במקצת לאור המקוטב בכיוונים שונים, מה שגורם למצבי הקיטוב השונים לעבור דרך החומר במהירויות שונות.

מקטבי וולסטון הם סוג של מקטבים גבישיים המורכבים משתי מנסרות זווית ישרה דו-שבירה המוצמדות יחד, כך שהצירים האופטיים שלהן מאונכים.בנוסף סף נזק גבוה של מקטבים גבישיים הופך אותם לאידיאליים עבור יישומי לייזר.

מקטבים-(8)

מקטב וולסטון

מערך המקטבים הנרחב של Paralight Optics כולל מפצלי קוביות מקטבות, PBS בעל ביצועים גבוהים עם שני ערוצים, מפצלי קוביות מקטבות בעוצמה גבוהה, מפצלי קרני צלחות מקטבים 56°, מפצלי צלחות מקטבים 45°, מקטבי צלחות דיכרואיות, מקטבים ליניאריים של ננו-חלקיקים או קריסטלים מקטבי טיילור, מקטבי לייזר גלן, מקטבי גלן תומפסון, מקטבי וולסטון, מקטבי רוכון), מקטבים מעגליים משתנים ומרחיקים/משלבים של אלומת מקטבים.

מקטבים-(1)

מקטבי קו לייזר

למידע מפורט יותר על אופטיקה קיטוב או קבלת הצעת מחיר, אנא צור איתנו קשר.