Огляд
Поляризаційна оптика використовується для зміни стану поляризації падаючого випромінювання.Наша поляризаційна оптика включає поляризатори, хвильові пластини/сповільнювачі, деполяризатори, обертачі Фарадея та оптичні ізолятори в УФ-, видимому та ІЧ-діапазонах спектру.
1064 нм Обертач Фарадея
Ізолятор вільного простору
Потужний поляризатор Nd-YAG
Оптичний дизайн часто фокусується на довжині хвилі та інтенсивності світла, нехтуючи його поляризацією.Однак поляризація є важливою властивістю світла як хвилі.Світло є електромагнітною хвилею, і електричне поле цієї хвилі коливається перпендикулярно до напрямку поширення.Стан поляризації описує орієнтацію коливань хвилі по відношенню до напрямку поширення.Світло називається неполяризованим, якщо напрям цього електричного поля випадково коливається в часі.Якщо напрямок електричного поля світла чітко визначений, воно називається поляризованим світлом.Найпоширенішим джерелом поляризованого світла є лазер.Залежно від того, як орієнтоване електричне поле, ми класифікуємо поляризоване світло на три типи поляризацій:
★Лінійна поляризація: коливання та поширення відбуваються в одній площині.Theелектричне поле лінійно поляризованого світла cскладається з двох перпендикулярних, однакових по амплітуді, лінійних компоненти, які не мають різниці фаз.Результуюче електричне поле світла обмежене однією площиною вздовж напрямку поширення.
★Кругова поляризація: орієнтація світла змінюється з часом у формі спіралі.Електричне поле світла складається з двох лінійних компонент, які перпендикулярні одна до одної, однакові за амплітудою, але мають різницю фаз π/2.Результуюче електричне поле світла обертається по колу навколо напрямку поширення.
★Еліптична поляризація: електричне поле еліптично поляризованого світла описує еліпс, порівняно з колом за допомогою кругової поляризації.Це електричне поле можна розглядати як комбінацію двох лінійних компонентів з різними амплітудами та/або різницею фаз, яка не дорівнює π/2.Це найзагальніший опис поляризованого світла, а кругове та лінійне поляризоване світло можна розглядати як окремі випадки еліптично поляризованого світла.
Два ортогональні стани лінійної поляризації часто називають «S» і «P»,Вонивизначаються їх відносною орієнтацією до площини падіння.Р-поляризоване світлощо коливається паралельно цій площині, це «P», тоді як s-поляризоване світло, яке має електричне поле, поляризоване перпендикулярно до цієї площини, є «S».Поляризаториє ключовими оптичними елементами для контролю вашої поляризації, передачі бажаного стану поляризації, одночасно відбиваючи, поглинаючи або відхиляючи решту.Існує велика різноманітність типів поляризаторів, кожен з яких має свої переваги та недоліки.Щоб допомогти вам вибрати найкращий поляризатор для вашого застосування, ми обговоримо технічні характеристики поляризатора, а також посібник з вибору поляризатора.
P і S пол.визначаються їх відносною орієнтацією до площини падіння
Технічні характеристики поляризатора
Поляризатори визначаються кількома ключовими параметрами, деякі з яких є специфічними для поляризаційної оптики.Найбільш важливими параметрами є:
⊙Пропускання: це значення відноситься або до пропускання лінійно поляризованого світла в напрямку осі поляризації, або до пропускання неполяризованого світла через поляризатор.Паралельне пропускання — це пропускання неполяризованого світла через два поляризатори з паралельними осями поляризації, тоді як перехресне пропускання — це пропускання неполяризованого світла через два поляризатори з перехрещеними осями поляризації.Для ідеальних поляризаторів пропускання лінійно поляризованого світла, паралельного осі поляризації, становить 100%, паралельне пропускання становить 50% і перехресне пропускання становить 0%.Неполяризоване світло можна вважати випадковою комбінацією p- і s-поляризованого світла, що швидко змінюється.Ідеальний лінійний поляризатор пропускатиме лише одну з двох лінійних поляризацій, зменшуючи початкову неполяризовану інтенсивність I0наполовину, тобтоЯ=Я0/2,тому паралельне пропускання (для неполяризованого світла) становить 50%.Для лінійно поляризованого світла з інтенсивністю I0, інтенсивність, що проходить через ідеальний поляризатор I, може бути описана законом Малюса, тобтоЯ=Я0cos2Øде θ – кут між лінійною поляризацією падіння та віссю поляризації.Ми бачимо, що для паралельних осей досягається 100% пропускання, тоді як для осей 90°, також відомих як схрещені поляризатори, є 0% пропускання, тому схрещене пропускання становить 0%.Однак у реальних програмах пропускання ніколи не може бути точно 0%, тому поляризатори характеризуються коефіцієнтом екстинкції, як описано нижче, який можна використовувати для визначення фактичного пропускання через два схрещених поляризатори.
⊙Коефіцієнт екстинкції та ступінь поляризації: Поляризаційні властивості лінійного поляризатора зазвичай визначаються ступенем поляризації або поляризаційною ефективністю, тобто P=(T1-T2)/(Т1+T2) та його коефіцієнт екстинкції, тобто ρp=T2/T1де основні коефіцієнти пропускання лінійно поляризованого світла через поляризатор дорівнюють T1 і T2.Т1 — максимальне пропускання через поляризатор і виникає, коли вісь пропускання поляризатора паралельна поляризації падаючого лінійно поляризованого променя;T2 є мінімальним пропусканням через поляризатор і виникає, коли вісь пропускання поляризатора перпендикулярна до поляризації падаючого лінійно поляризованого променя.
Ефективність екстинкції лінійного поляризатора часто виражається як 1 / ρp : 1. Цей параметр коливається від менше ніж 100:1 (це означає, що ви маєте в 100 разів більше пропускання P-поляризованого світла, ніж S-поляризованого світла) для економічних листових поляризаторів до 106:1 для високоякісних двопроменезаломлюючих кристалічних поляризаторів.Коефіцієнт екстинкції зазвичай змінюється залежно від довжини хвилі та кута падіння, і його необхідно оцінювати разом з іншими факторами, такими як вартість, розмір і поляризована передача для певного застосування.На додаток до коефіцієнта екстинкції ми можемо виміряти продуктивність поляризатора, характеризуючи ефективність.Ступінь ефективності поляризації називається «контраст», це співвідношення зазвичай використовується при розгляді програм із слабким освітленням, де втрати інтенсивності є критичними.
⊙Кут прийому: Кут прийому - це найбільше відхилення від проектного кута падіння, при якому поляризатор все ще працюватиме в межах специфікацій.Більшість поляризаторів розроблено для роботи під кутом падіння 0° або 45° або під кутом Брюстера.Кут прийому важливий для вирівнювання, але має особливе значення при роботі з неколімованими променями.Дротяна сітка та дихроїчні поляризатори мають найбільші кути приймання, аж до повного кута приймання майже 90°.
⊙Конструкція: поляризатори мають багато форм і дизайнів.Тонкоплівкові поляризатори — це тонкі плівки, схожі на оптичні фільтри.Поляризаційні пластини світлорозділювачів являють собою тонкі плоскі пластини, розташовані під кутом до променя.Поляризаційні кубічні світлорозділювачі складаються з двох прямокутних призм, змонтованих разом у гіпотенузі.
Поляризатори двопроменезаломлення складаються з двох кристалічних призм, змонтованих разом, де кут призм визначається конкретною конструкцією поляризатора.
⊙Прозора апертура: прозора апертура зазвичай є найбільш обмежувальною для поляризаторів з подвійним променезаломленням, оскільки наявність оптично чистих кристалів обмежує розмір цих поляризаторів.Дихроїчні поляризатори мають найбільші доступні прозорі отвори, оскільки їх виготовлення піддається більшим розмірам.
⊙Довжина оптичного шляху: довжина світла має проходити через поляризатор.Довжина оптичного шляху, що важливо для дисперсії, порогів пошкодження та просторових обмежень, може бути значною у двозаломлюючих поляризаторах, але зазвичай коротка в дихроїчних поляризаторах.
⊙Поріг пошкодження: поріг пошкодження лазером визначається використовуваним матеріалом, а також конструкцією поляризатора, причому поляризатори з двозаломленням зазвичай мають найвищий поріг пошкодження.Цемент часто є найбільш сприйнятливим елементом до лазерного пошкодження, тому дільники променя з оптичним контактом або двопроменезаломлюючі поляризатори з повітряним проміжком мають вищі порогові значення пошкодження.
Керівництво по вибору поляризатора
Існує кілька типів поляризаторів, включаючи дихроїчні, кубічні, дротяні та кристалічні.Жоден тип поляризатора не є ідеальним для кожного застосування, кожен має свої унікальні сильні та слабкі сторони.
Дихроїчні поляризатори передають певний стан поляризації, блокуючи всі інші.Типова конструкція складається з однієї підкладки з покриттям або полімерної дихроїчної плівки, затиснутої двома скляними пластинами.Коли природний промінь проходить крізь дихроїчний матеріал, одна з ортогональних компонент поляризації променя сильно поглинається, а інша виходить із слабким поглинанням.Таким чином, дихроїчний листовий поляризатор може бути використаний для перетворення випадково поляризованого променя в лінійно поляризований промінь.Порівняно з поляризаційними призмами, дихроїчний листовий поляризатор пропонує набагато більший розмір і прийнятний кут. Хоча ви побачите високе співвідношення екстинкції до вартості, конструкція обмежує використання високопотужних лазерів або високих температур.Дихроїчні поляризатори доступні в широкому діапазоні форм, починаючи від недорогої ламінованої плівки і закінчуючи точними висококонтрастними поляризаторами.
Дихроїчні поляризатори поглинають небажаний стан поляризації
Поляризаційні кубові світлорозділювачі виготовляються шляхом з’єднання двох прямих кутових призм із покритою гіпотенузою.Поляризаційне покриття, як правило, складається з чергування шарів матеріалів з високим і низьким індексом, які відбивають S-поляризоване світло та пропускають P. Результатом є два ортогональні пучки у формі, яку легко монтувати та вирівнювати.Поляризаційні покриття, як правило, витримують високу щільність потужності, однак клеї, які використовуються для цементування кубів, можуть вийти з ладу.Цей режим відмови можна усунути за допомогою оптичного контакту.У той час як ми зазвичай бачимо високий контраст для пропущеного променя, контраст відбитого зазвичай нижчий.
Поляризатори з дротяною сіткою містять масив мікроскопічних дротів на скляній підкладці, яка вибірково пропускає P-поляризоване світло та відбиває S-поляризоване світло.Через механічну природу поляризатори з дротяною сіткою мають смугу довжин хвиль, яка обмежена лише пропусканням підкладки, що робить їх ідеальними для широкосмугових застосувань, які вимагають висококонтрастної поляризації.
Поляризація передається перпендикулярно до металевих проводів
Кристалічний поляризатор передає бажану поляризацію та відхиляє решту, використовуючи властивості подвійного променезаломлення своїх кристалічних матеріалів
Кристалічні поляризатори використовують властивості подвійного променезаломлення підкладки, щоб змінити стан поляризації вхідного світла.Матеріали з подвійним променезаломленням мають дещо різні показники заломлення для світла, поляризованого в різних орієнтаціях, через що різні стани поляризації поширюються крізь матеріал з різною швидкістю.
Поляризатори Волластона — це різновид кристалічних поляризаторів, які складаються з двох подвійних променезаломлюючих прямокутних призм, з’єднаних разом так, що їхні оптичні осі перпендикулярні.Крім того, високий поріг пошкодження кристалічних поляризаторів робить їх ідеальними для лазерних застосувань.
Поляризатор Wollaston
Велика лінійка поляризаторів Paralight Optics включає поляризаційні кубічні світлорозподілювачі, високоефективні двоканальні PBS, високопотужні поляризаційні кубічні світлорозподілювачі, 56° поляризаційні пластинчасті світлорозділювачі, 45° поляризаційні пластинчасті світлорозділювачі, дихроїчні листові поляризатори, лінійні поляризатори наночастинок, подвійне заломлення або кристалічні поляризатори (Glan Поляризатори Тейлора, лазерні поляризатори Glan, поляризатори Glan Thompson, поляризатори Wollaston, поляризатори Rochon), змінні кругові поляризатори та поляризаційні витіснювачі/комбінатори променя.
Поляризатори лазерних ліній
Щоб отримати більш детальну інформацію про поляризаційну оптику або отримати цінову пропозицію, будь ласка, зв'яжіться з нами.
