偏光子

偏光子はいくつかの重要なパラメータによって定義され、その一部は偏光光学に固有です。最も重要なパラメータは次のとおりです。

⊙透過率: この値は、偏光軸の方向の直線偏光の透過率、または偏光子を通る非偏光の透過率を指します。平行透過は、偏光軸が平行に揃った 2 つの偏光子を通る無偏光の光の透過であり、交差透過は、偏光軸が交差する 2 つの偏光子を通る無偏光の光の透過です。理想的な偏光子の場合、偏光軸に平行な直線偏光の透過率は 100%、平行透過率は 50%、直交透過率は 0% です。非偏光は、p 偏光と s 偏光の急速に変化するランダムな組み合わせと考えることができます。理想的な直線偏光子は 2 つの直線偏光のうちの 1 つだけを透過し、初期の非偏光強度 I を減少させます。₀半分、つまり私=私₀/2、したがって、平行透過率 (非偏光の場合) は 50% です。強度 I の直線偏光の場合₀、理想的な偏光子を透過する強度 I は、マルスの法則によって説明できます。私=私₀コス²Øここで、θ は入射直線偏光と偏光軸の間の角度です。平行軸では 100% の透過率が達成されますが、交差偏光子とも呼ばれる 90° 軸では透過率が 0% であるため、交差透過率は 0% であることがわかります。ただし、実際のアプリケーションでは透過率が正確に 0% になることはあり得ないため、偏光子は以下に説明する消光比によって特徴付けられ、これを使用して 2 つの交差偏光子を通る実際の透過率を決定できます。

⊙消光比と偏光度: 直線偏光子の偏光特性は通常、偏光度または偏光効率によって定義されます。つまり、P=(T₁-T₂)/(T₁+T₂) とその消光比、つまり ρp=T₂/T₁ここで、偏光子を通る直線偏光の主透過率は T1 と T2 です。T1 は偏光子を通過する最大透過率で、偏光子の透過軸が入射直線偏光ビームの偏光と平行な場合に発生します。T2 は偏光子を通過する最小透過率であり、偏光子の透過軸が入射直線偏光ビームの偏光に対して垂直である場合に発生します。

直線偏光子の消光性能は、1 / ρp : 1 として表されることがよくあります。このパラメータの範囲は、経済的なシート偏光子の 100:1 未満 (P 偏光の透過率が S 偏光の 100 倍であることを意味します) から 10⁶:1 高品質の複屈折結晶偏光子。通常、消光比は波長と入射角によって変化するため、特定のアプリケーションのコスト、サイズ、偏光透過率などの他の要素とともに評価する必要があります。消光比に加えて、効率を特徴付けることで偏光子の性能を測定できます。偏光効率の度合いは「コントラスト」と呼ばれ、この比率は強度損失が重要な低光量アプリケーションを考慮するときに一般的に使用されます。

⊙受容角: 受容角は、偏光子が仕様内で機能する設計入射角からの最大偏差です。ほとんどの偏光子は、0° または 45° の入射角、またはブリュースター角で動作するように設計されています。受光角はアライメントにとって重要ですが、非平行ビームを扱う場合には特に重要です。ワイヤーグリッド偏光子とダイクロイック偏光子は、最大でほぼ 90° の完全な受光角に至るまで、最も大きな受光角を持ちます。

⊙構造: 偏光子にはさまざまな形状やデザインがあります。薄膜偏光子は、光学フィルターと同様の薄膜です。偏光板ビームスプリッターは、ビームに対して斜めに配置された薄い平らなプレートです。偏光キューブ ビームスプリッターは、斜辺に一緒に取り付けられた 2 つの直角プリズムで構成されます。

複屈折偏光子は、一緒に取り付けられた 2 つの結晶プリズムで構成され、プリズムの角度は特定の偏光子の設計によって決まります。

⊙透明な開口部: 光学的に純粋な結晶の入手可能性によりこれらの偏光子のサイズが制限されるため、透明な開口部は通常、複屈折偏光子にとって最も制限的です。ダイクロイック偏光子は、その製造がより大きなサイズに適しているため、利用可能な最大の有効開口を備えています。

⊙光路長: 光が偏光子を通過しなければならない長さ。分散、損傷閾値、およびスペースの制約にとって重要である光路長は、複屈折偏光子では大きくなる可能性がありますが、二色性偏光子では通常短いです。

⊙損傷閾値: レーザー損傷閾値は、使用される材料と偏光子の設計によって決まり、通常、複屈折偏光子の損傷閾値が最も高くなります。多くの場合、セメントはレーザーによる損傷を受けやすい要素であるため、光学的に接触したビームスプリッターや空気間隔の複屈折偏光子の損傷閾値が高いのはこのためです。