Поляризаторы это: Поляризатор | это… Что такое Поляризатор?

Поляризатор | это… Что такое Поляризатор?

Изменение интенсивности светового потока в зависимости от взаимной ориентации двух линейных поляризаторов

Поляриза́тор —- устройство, предназначенное для получения полностью или частично поляризованного оптического излучения из излучения с произвольным состоянием поляризации^[1]. В соответствии с типом поляризации, получаемой с помощью поляризаторов, они делятся на линейные и круговые. Линейные поляризаторы позволяют получать плоскополяризованный свет, круговые — свет, поляризованный по кругу.

Линейные поляризаторы основаны на использовании одного из трёх физических явлений. Одно из них — двойное лучепреломление, другое — линейный дихроизм и третье — поляризация света, происходящая при отражении на границах раздела сред. Круговые поляризаторы обычно представляют собой совокупность линейного поляризатора и четвертьволновой пластинки.

Поляризаторы используются при изучении распределения напряжений в прозрачных объектах с помощью поляризованного света, при изучении структуры органических веществ, в сахариметрии и в особенности в кристаллооптике.

Широко применяются в фотографических поляризационных светофильтрах.

Содержание 1 Поляризационный светофильтр в оптике и спектроскопии 2 Поляризационный светофильтр в фотографии 2.1 Устройство 2.2 Типы и применение 3 Примечания 4 См. также

Поляризационный светофильтр в оптике и спектроскопии

Поляризационный светофильтр в оптике и спектроскопии – устройство, обычно состоящее из двух линейных поляризаторов и одной или нескольких фазовых пластинок между ними^[2]. Предназначен для изменения спектрального состава и энергии падающего на него оптического излучения. Используется в тех случаях, когда достичь желаемого результата иными, более простыми средствами невозможно.

Поляризационный светофильтр в фотографии

Поляризационный светофильтр в фотографии — поляризатор, предназначенный для устранения нежелательных эффектов (бликов, отражений, уменьшение яркости (с одновременным повышением насыщенности) неба и др. ) или для достижения художественных целей. Конструктивно оформляется для совместного использования с фотографическими аппаратами. Выглядит как обыкновенный светофильтр, но имеет две части, примерно одинаковой толщины — переднюю и заднюю, которые могут свободно проворачиваться относительно друг-друга. В то время как задняя фиксируется при накручивании поляризационного светофильтра на объектив, вращением передней половины, в которой собственно и расположен поляризатор, достигается нужный эффект выбором угла поляризации. В передней половине поляризационного светофильтра может присутствовать внутренняя резьба для крепления объективной крышки, резьбовой бленды, или других светофильтров, что является неоспоримым плюсом. В частности, у бликующих объектов, разные их части могут давать блики с разными углами поляризации, которые не представляется возможным одновременно подавить только одним фильтром. Кроме того, бликующих объектов в кадре может оказаться много. В таких ситуациях используются несколько скрученных последовательно поляризационных светофильтров, причем, все кроме заднего, должны быть обязательно не круговой, а линейной поляризации, т. к. оптический компенсатор, имеющийся в фильтре с круговой поляризацией, делает невозможным достижение эффекта от остальных поляризационных светофильтров, которые будут расположены за ним ближе к объективу. Оптическая плотность поляризационных светофильтров обычно лежит в пределах от двух до пяти. Цветовые искажения могут присутствовать. В частности, некоторые фильтры имеют спад до одного стопа в сине-фиолетовой области, из-за чего заметно «зеленят» картинку. Так же, недорогие поляризационные светофильтры, чаще чем цветные, могут негативно влиять на воспроизведение мелких деталей. Поляризационный светофильтр, на ряду с «защитным» УФ-блокирующим фильтром, является наиболее используемым светофильтром в фотографии.

Устройство

Для большинства практических применений поляризационный фильтр изготавливают в виде двух стеклянных пластинок с находящейся между ними поляроидной плёнкой, обладающей линейным дихроизмом. Поляроидная плёнка представляет собой слой ацетилцеллюлозы, содержащий большое количество мелких кристаллов герапатита (иодистое соединение сернокислого хинина). Применяются также иодно-поливиниловые плёнки с одинаково ориентированными полимерными цепями. Идентичность ориентации кристаллов достигается с помощью электрического поля, а полимерные цепи ориентируют механическим растяжением.^[3] Фильтр с круговой поляризацией дополнительно имеет, кроме того, еще и оптический компенсатор — четвертьволновую фазовую пластинку (по вносимой ею разности хода). В ней используется явление двойного лучепреломления в кристаллах. Скорости обыкновенного и необыкновенного лучей в кристалле (а следовательно, и оптические длины их путей) различны; поэтому, проходя через кристалл, они приобретают разность хода, определяемую его толщиной. Она ставится, по пути следуемого луча, за поляризатором, и при сборке, поворачивается до тех пор, пока её оптические оси не совпадут с осями колебаний. В этом положении четвертьволновая пластинка превращает свет поляризованный линейно, в свет с с круговой поляризацией, (или наоборот,) дополняя разность хода до 90 градусов.

Типы и применение

Пример использования поляризационного фильтра в фотографии. Максимальный эффект достигается при съёмке в направлении, перпендикулярном направлению на Солнце.

• Поляризационный фильтр линейной поляризации (англ. Linear Polarizer, LP). Содержит один поляризатор, поворачивающийся в оправе. Его применение основывается на том, что часть света в окружающем нас мире поляризована. Частично поляризованы все лучи, неотвесно падающие отражённые от диэлектрических поверхностей. Частично поляризован свет, поступающий от неба и облаков. Поэтому, применяя поляризатор при съёмке, фотограф получает дополнительную возможность изменения яркости и контраста различных частей изображения. Например, результатом съёмки пейзажа в солнечный день с применением такого фильтра может получиться тёмное, густо-синее небо. При съёмке находящихся за стеклом объектов поляризатор позволяет избавиться от отражения фотографа в стекле.
• Для съёмки в условиях низкой освещённости выпускаются Low Light Polarizer, частично поляризующие свет и потому имеющие низкую кратность. При сложении двух таких фильтров перпендикулярно их плоскостями поляризации вместо полного гашения светового потока получается 2/3 величины потока.
• Фильтр с круговой поляризацией (англ. Circumpolar, CP, CPL). Помимо поляризатора, содержит так называемую «четвертьволновую пластинку», на выходе которой линейно-поляризованный свет приобретает круговую поляризацию. С точки зрения получаемого на снимке эффекта, круговой поляризатор ничем от линейного не отличается. Появление таких фильтров было продиктовано развитием элементов TTL автоматики фотоаппарата, которые, в отличие от фотоматериала, оказались зависимы от того, является ли попадающий на них через объектив свет поляризованным. В частности, линейно-поляризованный свет частично нарушает работу автоматики фазовой фокусировки в зеркальных фотоаппаратах и затрудняет экспозамер.
• Составные нейтральные фильтры. Если сложить вместе два поляризатора, то при совпадающих плоскостях поляризации такой фильтр имеет максимальное светопропускание (и эквивалентен нейтрально-серому фильтру 2x). При перпендикулярных же направлениях поляризации при идеальных поляризаторах фильтр полностью поглощает падающий на него цвет. Выбирая угол поворота, можно в очень широких пределах менять светопропускание такого фильтра.
• Составные цветные поляризационные фильтры. Они состоят из двух поляризующих фильтров, которые можно вращать, и между ними находится пластинка, поворачивающая плоскость поляризации света. Из-за того, что угол поворота зависит от длины волны, при каждом положении поляризаторов часть спектра проходит сквозь такую систему, а часть задерживается. Поворот же поляризаторов друг относительно друга приводит к изменению спектральной характеристики фильтра. Выпускаются, например, красно-зелёные фильтры Cokin Р170 Varicolor Red/Green и оранжево-голубой Cokin Р171 Varicolor Red/Blue.
• Электронно управляемые фильтры. Если в качестве второго поляризатора в конструкции составных фильтров используется жидкокристаллический элемент, это позволяет управлять свойствами фильтра непосредственно в процессе съёмки.

Примечания

См. также

• Оптические системы
• Поляризация волн

Поляризатор | это… Что такое Поляризатор?

Изменение интенсивности светового потока в зависимости от взаимной ориентации двух линейных поляризаторов

Поляриза́тор —- устройство, предназначенное для получения полностью или частично поляризованного оптического излучения из излучения с произвольным состоянием поляризации^[1]. В соответствии с типом поляризации, получаемой с помощью поляризаторов, они делятся на линейные и круговые. Линейные поляризаторы позволяют получать плоскополяризованный свет, круговые — свет, поляризованный по кругу.

Линейные поляризаторы основаны на использовании одного из трёх физических явлений. Одно из них — двойное лучепреломление, другое — линейный дихроизм и третье — поляризация света, происходящая при отражении на границах раздела сред. Круговые поляризаторы обычно представляют собой совокупность линейного поляризатора и четвертьволновой пластинки.

Поляризаторы используются при изучении распределения напряжений в прозрачных объектах с помощью поляризованного света, при изучении структуры органических веществ, в сахариметрии и в особенности в кристаллооптике. Широко применяются в фотографических поляризационных светофильтрах.

Содержание 1 Поляризационный светофильтр в оптике и спектроскопии 2 Поляризационный светофильтр в фотографии 2.1 Устройство 2.2 Типы и применение 3 Примечания 4 См. также

Поляризационный светофильтр в оптике и спектроскопии

Поляризационный светофильтр в оптике и спектроскопии – устройство, обычно состоящее из двух линейных поляризаторов и одной или нескольких фазовых пластинок между ними^[2]. Предназначен для изменения спектрального состава и энергии падающего на него оптического излучения. Используется в тех случаях, когда достичь желаемого результата иными, более простыми средствами невозможно.

Поляризационный светофильтр в фотографии

Поляризационный светофильтр в фотографии — поляризатор, предназначенный для устранения нежелательных эффектов (бликов, отражений, уменьшение яркости (с одновременным повышением насыщенности) неба и др.) или для достижения художественных целей. Конструктивно оформляется для совместного использования с фотографическими аппаратами. Выглядит как обыкновенный светофильтр, но имеет две части, примерно одинаковой толщины — переднюю и заднюю, которые могут свободно проворачиваться относительно друг-друга. В то время как задняя фиксируется при накручивании поляризационного светофильтра на объектив, вращением передней половины, в которой собственно и расположен поляризатор, достигается нужный эффект выбором угла поляризации. В передней половине поляризационного светофильтра может присутствовать внутренняя резьба для крепления объективной крышки, резьбовой бленды, или других светофильтров, что является неоспоримым плюсом. В частности, у бликующих объектов, разные их части могут давать блики с разными углами поляризации, которые не представляется возможным одновременно подавить только одним фильтром. Кроме того, бликующих объектов в кадре может оказаться много. В таких ситуациях используются несколько скрученных последовательно поляризационных светофильтров, причем, все кроме заднего, должны быть обязательно не круговой, а линейной поляризации, т.к. оптический компенсатор, имеющийся в фильтре с круговой поляризацией, делает невозможным достижение эффекта от остальных поляризационных светофильтров, которые будут расположены за ним ближе к объективу. Оптическая плотность поляризационных светофильтров обычно лежит в пределах от двух до пяти. Цветовые искажения могут присутствовать. В частности, некоторые фильтры имеют спад до одного стопа в сине-фиолетовой области, из-за чего заметно «зеленят» картинку. Так же, недорогие поляризационные светофильтры, чаще чем цветные, могут негативно влиять на воспроизведение мелких деталей. Поляризационный светофильтр, на ряду с «защитным» УФ-блокирующим фильтром, является наиболее используемым светофильтром в фотографии.

Устройство

Для большинства практических применений поляризационный фильтр изготавливают в виде двух стеклянных пластинок с находящейся между ними поляроидной плёнкой, обладающей линейным дихроизмом. Поляроидная плёнка представляет собой слой ацетилцеллюлозы, содержащий большое количество мелких кристаллов герапатита (иодистое соединение сернокислого хинина). Применяются также иодно-поливиниловые плёнки с одинаково ориентированными полимерными цепями. Идентичность ориентации кристаллов достигается с помощью электрического поля, а полимерные цепи ориентируют механическим растяжением.^[3] Фильтр с круговой поляризацией дополнительно имеет, кроме того, еще и оптический компенсатор — четвертьволновую фазовую пластинку (по вносимой ею разности хода). В ней используется явление двойного лучепреломления в кристаллах. Скорости обыкновенного и необыкновенного лучей в кристалле (а следовательно, и оптические длины их путей) различны; поэтому, проходя через кристалл, они приобретают разность хода, определяемую его толщиной. Она ставится, по пути следуемого луча, за поляризатором, и при сборке, поворачивается до тех пор, пока её оптические оси не совпадут с осями колебаний. В этом положении четвертьволновая пластинка превращает свет поляризованный линейно, в свет с с круговой поляризацией, (или наоборот,) дополняя разность хода до 90 градусов.

Типы и применение

Пример использования поляризационного фильтра в фотографии. Максимальный эффект достигается при съёмке в направлении, перпендикулярном направлению на Солнце.

• Поляризационный фильтр линейной поляризации (англ. Linear Polarizer, LP). Содержит один поляризатор, поворачивающийся в оправе. Его применение основывается на том, что часть света в окружающем нас мире поляризована. Частично поляризованы все лучи, неотвесно падающие отражённые от диэлектрических поверхностей. Частично поляризован свет, поступающий от неба и облаков. Поэтому, применяя поляризатор при съёмке, фотограф получает дополнительную возможность изменения яркости и контраста различных частей изображения. Например, результатом съёмки пейзажа в солнечный день с применением такого фильтра может получиться тёмное, густо-синее небо. При съёмке находящихся за стеклом объектов поляризатор позволяет избавиться от отражения фотографа в стекле.
• Для съёмки в условиях низкой освещённости выпускаются Low Light Polarizer, частично поляризующие свет и потому имеющие низкую кратность. При сложении двух таких фильтров перпендикулярно их плоскостями поляризации вместо полного гашения светового потока получается 2/3 величины потока.
• Фильтр с круговой поляризацией (англ. Circumpolar, CP, CPL). Помимо поляризатора, содержит так называемую «четвертьволновую пластинку», на выходе которой линейно-поляризованный свет приобретает круговую поляризацию. С точки зрения получаемого на снимке эффекта, круговой поляризатор ничем от линейного не отличается. Появление таких фильтров было продиктовано развитием элементов TTL автоматики фотоаппарата, которые, в отличие от фотоматериала, оказались зависимы от того, является ли попадающий на них через объектив свет поляризованным. В частности, линейно-поляризованный свет частично нарушает работу автоматики фазовой фокусировки в зеркальных фотоаппаратах и затрудняет экспозамер.
• Составные нейтральные фильтры. Если сложить вместе два поляризатора, то при совпадающих плоскостях поляризации такой фильтр имеет максимальное светопропускание (и эквивалентен нейтрально-серому фильтру 2x). При перпендикулярных же направлениях поляризации при идеальных поляризаторах фильтр полностью поглощает падающий на него цвет. Выбирая угол поворота, можно в очень широких пределах менять светопропускание такого фильтра.
• Составные цветные поляризационные фильтры. Они состоят из двух поляризующих фильтров, которые можно вращать, и между ними находится пластинка, поворачивающая плоскость поляризации света. Из-за того, что угол поворота зависит от длины волны, при каждом положении поляризаторов часть спектра проходит сквозь такую систему, а часть задерживается. Поворот же поляризаторов друг относительно друга приводит к изменению спектральной характеристики фильтра. Выпускаются, например, красно-зелёные фильтры Cokin Р170 Varicolor Red/Green и оранжево-голубой Cokin Р171 Varicolor Red/Blue.
• Электронно управляемые фильтры. Если в качестве второго поляризатора в конструкции составных фильтров используется жидкокристаллический элемент, это позволяет управлять свойствами фильтра непосредственно в процессе съёмки.

Примечания

См. также

• Оптические системы
• Поляризация волн

поляризаторов, поясняется энциклопедией RP Photonics; поглощающие, поляризационные светоделители, двулучепреломление, кальцит, призма Глана-Тейлора, призма Волластона, тонкопленочные поляризаторы

Домашний	Викторина	Руководство покупателя
Поиск	Категории	Глоссарий	)»> Реклама

Прожектор фотоники

Учебники

Показать статьи A-Z

Примечание: поле поиска по ключевому слову статьи и некоторые другие функции сайта требуют Javascript, который, однако, отключен в вашем браузере.

можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics. Среди них:

Дополнительные сведения о поставщике см. в конце этой статьи энциклопедии или перейдите на страницу

.

Список поставщиков
поляризаторов

Вас еще нет в списке? Получите вход!

Используя наш рекламный пакет, вы можете разместить свой логотип и далее под описанием вашего продукта.

Поляризатор — это своего рода оптический фильтр, в котором светопропускание сильно зависит от состояния поляризации. Обычно свет с линейной поляризацией в определенном направлении проходит, а свет с ортогональной поляризацией либо поглощается, либо направляется в другом направлении.

Для других направлений линейной поляризации с углом θ против «проходящего» направления коэффициент пропускания имеет зависимость cos ²  θ. Это можно понять, рассматривая это состояние линейной поляризации как линейную суперпозицию «проходящего» и «заблокированного» состояния.

Большинство поляризаторов действуют на основе линейной поляризации. Однако можно также сконструировать устройства, пропускающие свет с определенной круговой поляризацией, обычно с использованием одной или нескольких четвертьволновых пластин или, возможно, вращателей Фарадея в сочетании с линейным поляризатором.

Обратите внимание, что поляризатор может , а не преобразовывать любую поляризацию входного света в желаемую поляризацию; это физически невозможно. Он может удалять только свет с нежелательной поляризацией.

Идеальные и реальные поляризаторы

Идеальный поляризатор должен обладать следующими свойствами:

• Свет с «правильным» состоянием поляризации проходит полностью (без потери оптической силы), тогда как свет с другим направлением поляризации полностью блокируется (полное затухание).
• Прошедший свет имеет степень поляризации точно 100%, а его профиль поперечного электрического поля не изменяется.
• Все это будет работать для произвольных длин волн, для широкого диапазона углов падения и при сколь угодно высоких уровнях оптической мощности.
• Не будет искажений волнового фронта.

На практике поляризаторы не идеальны. В частности, они не обеспечивают идеального угасания. (См. ниже определение коэффициента исчезновения.) Кроме того, настоящие поляризаторы поглощают или отражают часть оптической мощности, а поглощенная часть может привести к тепловым эффектам, таким как искажения луча. Даже при низких уровнях мощности возникают некоторые искажения волнового фронта. Производительность очень сильно зависит от используемого типа поляризатора (см. ниже).

Использование поляризатора может иметь разные цели:

• В некоторых приложениях важным аспектом является обеспечение линейной поляризации одного выхода (с высокой степенью поляризации), тогда как то, что происходит с входом, не имеет значения. свет с «подавленным» состоянием поляризации.
• В других случаях необходимо разделить различные компоненты поляризации, чтобы использовать оба. Часто желательна высокая степень поляризации обоих.
• Поляризаторы также используются для объединения двух поляризованных лучей в один выходной луч, который может быть поляризованным или неполяризованным. (См. статью о комбинировании поляризационных лучей.)

Типы оптических поляризаторов

Поглощающие поляризаторы (= дихроичные поляризаторы)

Для приложений с низким энергопотреблением часто используются фильтры Polaroid ( поляризационные листы , листовые поляризаторы ). Их также называют дихроичными . Они состоят из специального листа легированного пластика (полимерные материалы), который вытянут в одном направлении, так что полимерные цепи более или менее выровнены вдоль одной оси. Свет с направлением поляризации вдоль цепочек сильно поглощается, тогда как для света с направлением поляризации, перпендикулярным им, поглощение слабое. Полимерный лист обычно крепится в каком-нибудь твердом держателе, на котором могут быть метки, указывающие направление поляризации для максимального пропускания.

Аналогичные листы используются для поляризационных очков (также называемых поляризованными очками ). В случае солнцезащитных очков пропускают только вертикально поляризованный свет. Это уменьшает блики, например, от водных поверхностей, поскольку горизонтально поляризованный свет сильнее отражается от таких поверхностей. В поляризационных очках для просмотра 3D один глаз получает вертикальную поляризацию, а другой – горизонтальную. Таким образом, 3D-дисплей может передавать отдельные изображения для глаз.

Листовые полимерные поляризаторы могут быть довольно большими, и обычно они достаточно дешевы.

Более современный тип поглощающего поляризатора основан на наночастицах серебра или меди, встроенных в тонкую стеклянную пластину. Эти стеклянные поляризаторы намного дороже и не доступны в очень больших размерах, но предлагают значительно лучшие характеристики с точки зрения коэффициента ослабления поляризации. Ламинированные версии механически более прочны и вызывают меньшие искажения волнового фронта.

Поглощающие фильтры могут работать только с очень ограниченной оптической силой (имеют низкий порог оптического повреждения), потому что поглощенная мощность преобразуется в тепло, и лист может быть легко поврежден при перегреве. В случае простых полимерных листовых поляризаторов оптическая интенсивность всего 1 Вт/см ² уже может быть критической.

Светоотражающие поляризационные пленки

Существуют отражающие поляризационные пленки, которые в значительной степени пропускают свет с определенным направлением линейной поляризации, но отражают (не поглощают) большую часть света. Такие пленки широко используются для жидкокристаллических дисплеев, которым необходимо поляризованное освещение. В то время как по крайней мере половина генерируемого света обычно теряется на входном поляризаторе, эта часть может быть, по крайней мере, частично «повторно использована», если она отражается к источнику света и, таким образом, по крайней мере частично преобразуется в правильное направление поляризации.

Поляризационные светоделители на основе двойного лучепреломления

Значительно более высокие оптические мощности могут быть получены с помощью поляризаторов, в которых свет с «отклоненным» состоянием поляризации не поглощается, а только направляется в каком-либо другом направлении. (Если в дальнейшем потребуется поглощение, дамп луча может выдержать гораздо большую мощность, чем оптический элемент.) Наиболее распространенный тип поляризационных светоделителей использует двойное лучепреломление прозрачного кристаллического материала, такого как кварц (SiO ₂ ), кальцит (CaCO ₃ ), ванадат иттрия (YVO ₄ ), бета-борат бария (BBO) или фторид магния (MgF ₂ ). Часто два куска такого материала с разной ориентацией оптической оси склеиваются между собой (или соединяются с небольшим воздушным зазором). Прибор часто монтируется в полимерный корпус, который также может содержать отвал луча для света с отклоненным направлением поляризации.

Используются различные физические принципы двулучепреломляющих поляризаторов:

Рисунок 1: Призма Глана-Тейлора. полное внутреннее отражение имеет место для s-поляризации, тогда как для p-поляризации отражение незначительно из-за работы вблизи угла Брюстера.

• В некоторых типах поляризаторов, таких как призма Николя , призма Глана-Томпсона , призма Глана-Тейлора и призма Глана-Фуко , полное внутреннее отражение происходит для одного состояния поляризации, но не для другого, так что для этих выходов получаются совершенно разные направления луча.
• Другие типы поляризаторов, такие как призма Волластона , призма Номарского , призма Рошона и призма Сенармона используют только несколько разные углы преломления из-за двойного лучепреломления, а не отражения. Здесь два выходных луча менее сильно разделены.

Рисунок 2: Поляризационные кубики. Источник: Excelitas Technologies

Такие двулучепреломляющие кристаллические поляризаторы различаются по различным параметрам:

• У светоделителей с истинной поляризацией, таких как призма Волластона, оба выходных луча полностью поляризованы. Это не относится к некоторым другим конструкциям, таким как призма Глана-Томпсона, призма Глана-Фуко и призма Глана-Тейлора (хотя они могут быть более или менее оптимизированы в этом отношении). Обратите внимание, что для многих приложений используется только один выход, так что этот аспект не всегда актуален.
• Для некоторых конструкций (например, призмы Глана–Тейлора, призмы Глана–Фуко, призмы Рошона и призмы Сенармона) один из участвующих лучей не отклоняется, т.е. продолжает распространяться после поляризаторов в том же направлении, что и падающий пучок.
• Некоторые конструкции работают должным образом только для узкого диапазона углов падения, в то время как другие имеют более широкий диапазон допустимых углов. Например, призма Глана–лазер — вариант призмы Глана–Тейлора, который работает только в узком диапазоне углов (что обычно не представляет проблемы при работе с лазерными лучами с малой расходимостью), но имеет меньшие оптические потери и большую порог оптического повреждения.
• Те конструкции, в которых используется цемент, а не воздушный зазор, как правило, имеют более низкий порог оптического повреждения.
• Многие поляризаторы имеют просветляющие покрытия, которые хорошо работают только в ограниченном диапазоне длин волн.
• Некоторые кристаллические материалы, такие как BBO, позволяют работать на особенно коротких длинах волн в ультрафиолетовой области спектра, в то время как другие хорошо подходят для инфракрасного света.

Причина использования многих различных конструкций двулучепреломляющих поляризаторов заключается в том, что различные приложения могут предъявлять совершенно разные требования к поляризаторам, и ни одна конструкция не может удовлетворить всем требованиям.

Тонкопленочные поляризаторы

Рисунок 3: Тонкопленочный пластинчатый поляризатор.

Существуют различные виды тонкопленочных поляризаторов . Тонкопленочные пластинчатые поляризаторы (рис. 3) состоят из диэлектрического покрытия на некоторой стеклянной подложке. (Обратите внимание, что подложка не обязательно должна быть двулучепреломляющей.) При ненормальном падении (в определенном диапазоне углов падения) отражательная способность покрытия может сильно зависеть от поляризации. Возможен «отклоненный» луч при угле отклонения 90°, что часто удобно. Однако многие поляризаторы с тонкопленочными пластинами работают под углом Брюстера, поэтому с одной стороны не требуется просветляющее покрытие.

Существуют поляризационные кубические светоделители , в которых диэлектрическое покрытие нанесено на одну призму 45°, а другая призма 45° приклеена к покрытию, так что в целом получается куб.

Обратите внимание, что они могут работать только в ограниченном диапазоне длин волн, поскольку интерференционные эффекты в многослойном покрытии, конечно же, зависят от длины волны. Однако возможна работа в диапазоне нескольких сотен нанометров.

Преимуществом тонкопленочных поляризаторов является то, что они могут быть выполнены с достаточно большими размерами, что сложнее с кристаллическими (двулучепреломляющими) поляризаторами.

Подробности в статье о тонкопленочных поляризаторах.

Поляризаторы с проволочной сеткой

Поляризаторы с проволочной сеткой изготавливаются путем изготовления очень узких (субволновых) металлических полосок на стеклянной подложке (с использованием литографической техники) или в свободном расположении (для более длинных волн). Такие устройства отражают s-поляризованный свет, а пропускают p-поляризованный свет. Их можно использовать при очень высоких средних уровнях мощности.

Основные характеристики поляризаторов

Характеристики поляризатора характеризуются различными спецификациями:

• Потери мощности для передаваемого состояния поляризации должны быть как можно меньше. Вместо потерь может быть указана пропускная способность (например, 99,5%). Они часто ограничены характеристиками просветляющих покрытий.
• Отклоненная поляризация должна быть максимально подавлена. Наиболее распространенная спецификация — 9.Коэффициент ослабления поляризации 0059 (или коэффициент контрастности ), который представляет собой отношение максимальной и минимальной пропускаемости. Простые листовые поляризаторы могут достигать коэффициента экстинкции всего 500:1, например, тогда как высококачественные двулучепреломляющие поляризаторы (например, призмы Глана-Тейлора) могут достигать коэффициента экстинкции 10 ⁶ :1. Вместо коэффициента ослабления может быть указано само ослабление, которое является (малой) долей падающей мощности, передаваемой для отклоненного состояния поляризации. Обратите внимание, что коэффициент ослабления поляризации может сильно различаться между двумя выходами поляризатора. Например, для поляризационного куба она может быть намного ниже для отраженного луча, чем для прошедшего луча.
• Существует номинальный диапазон длин волн, в котором работает поляризатор. Это диапазон длин волн, в пределах которого выполняются другие характеристики (коэффициент экстинкции и т. д.). Поляризаторы лазерных линий обычно представляют собой тонкопленочные поляризаторы, оптимизированные для узкого диапазона длин волн и обеспечивающие в нем очень высокие характеристики. С другой стороны, существуют широкополосные поляризаторы тонкопленочного типа или на основе двулучепреломления.
• Существует также ограниченный диапазон углов. Некоторые поляризационные кубы, например, имеют слишком узкий угловой диапазон (например, всего 3°) для работы с существенно расходящимся светом, но нет проблем с их использованием с коллимированными лазерными лучами. Другие конструкции поляризаторов могут иметь гораздо большие угловые диапазоны порядка 10° и даже больше. Это особенно справедливо для поляризаторов из дихроичного стекла и поляризаторов с проволочной сеткой.
• Низкие искажения волнового фронта необходимы во многих приложениях, так как в противном случае качество луча в поляризаторе может ухудшиться. Неламинированные дихроичные полимерные поляризаторы, а также поляризаторы с проволочной сеткой могут быть проблематичными в этом отношении, тогда как кристаллические поляризаторы обычно демонстрируют низкие искажения волнового фронта.
• Существует максимальная средняя мощность, с которой может работать поляризатор. Для непоглощающих поляризаторов она может быть достаточно высокой, если паразитные потери мощности малы.
• В частности, для работы с интенсивными лазерными импульсами, например, от лазера с модуляцией добротности, порог оптического повреждения может быть важен. Для работы с очень высокими пиковыми уровнями мощности обычно требуется большая прозрачная апертура. Однако большие апертуры обычно предполагают значительно более высокие цены, особенно для поляризаторов на основе кристаллов (двулучепреломляющих). С тонкопленочными поляризаторами, а также с листовыми поляризаторами большие размеры не представляют проблемы.
• Некоторые геометрические свойства также могут быть важны для приложений. Некоторые конструкции имеют длину больше, чем прозрачное отверстие, а другие могут быть намного тоньше. Угол, под которым отраженная компонента поляризации покидает устройство, также может быть важным. Угол 45° может быть удобным; в некоторых случаях достаточно большого углового разноса.
• Другим интересным параметром может быть введенная хроматическая дисперсия, например, когда ультракороткие импульсы передаются через длинный кристаллический поляризатор.

Обратите внимание, что высокие характеристики поляризатора труднее достичь в экстремальных диапазонах длин волн, в частности в ультрафиолетовой области спектра.

Выбор поляризатора для приложения может быть относительно сложной задачей, поскольку необходимо учитывать множество различных аспектов. Различные требования к различным приложениям также являются причиной того, что используется так много конструкций поляризаторов.

Применение оптических поляризаторов

Поляризаторы имеют множество различных применений. Некоторые примеры:

• Поляризационные солнцезащитные очки и фотофильтры могут помочь подавить мешающие отражения солнечного света (блики) на поверхности воды, например, потому что отраженный свет частично поляризован.
• Поляризатор внутри лазерного резонатора может заставить лазер излучать линейно поляризованный свет. Здесь обычно не требуется высокого коэффициента ослабления поляризации; простой пластины Брюстера обычно достаточно, несмотря на ее слабое угасание.
• Когда лазерный луч уже имеет линейную поляризацию, но не с высокой степенью поляризации, эту степень можно улучшить (и стабилизировать точное направление поляризации), направив луч через поляризатор с высоким коэффициентом ослабления поляризации.
• Комбинация волновой пластины λ/2 и поляризатора может действовать как переменный оптический аттенюатор: вращение волновой пластины меняет направление поляризации и, следовательно, пропускание на поляризаторе.
Изоляторы Фарадея
• обычно содержат два поляризатора вокруг вращателя Фарадея.
• Два поляризованных лазерных луча могут быть объединены по поляризации (→ объединение поляризационных лучей) на поляризаторе. Когерентное комбинирование поляризации — это метод масштабирования мощности.
• Интерферометры часто содержат поляризационные светоделители.

Поставщики

В Руководстве покупателя RP Photonics указаны 127 поставщиков поляризаторов. Среди них:

Shanghai Optics

Компания Shanghai Optics производит одни из самых качественных дихроичных поляризаторов. Наши светоделители с дихроичными пластинами имеют особую конструкцию и запатентованный подход к производству, что позволяет нам получать крутые края и плоские полосы с высоким коэффициентом отражения и пропускания.

Почти полное пропускание и отражение, обеспечиваемое нашими дихроичными поляризаторами, означает, что через систему визуализации проходит очень мало рассеянного света. Это приводит к высококонтрастному изображению и очень хорошему соотношению сигнал/шум по сравнению с другими поляризаторами.

Наши дихроичные поляризаторы имеют подложку из плавленого кварца УФ-класса JGS1 или JGS2, покрытую твердым диэлектрическим покрытием. Эти стеклянные поляризаторы имеют гораздо более высокий порог повреждения, чем их пластиковые аналоги, и подходят для прецизионных применений. Наши покрытия полностью соответствуют требованиям MIL-STD-810F и MIL-C-4849.71 требование, и у нас есть множество различных вариантов.

LASEROPTIK

LASEROPTIK предлагает различные типы поляризаторов, в том числе тонкопленочные (TFP) устройства, кубические поляризаторы (CP) и широкополосные поляризаторы (BBPOL). Мы можем работать в разных диапазонах длин волн от среднего ИК (2,1 мкм) до УФ (157 нм).

OPTOMAN

OPTOMAN предлагает тонкопленочные поляризаторы, которые являются оптимальным выбором для поляризации высокоэнергетического лазерного излучения. Тонкопленочные поляризаторы выполняют эту задачу с высоким уровнем эффективности благодаря незначительному поглощению в покрытии, коэффициенту пропускания ( T _p ) выше 99%, а коэффициент отражения ( R _s ) достигает 99,99%.

OPTOMAN обеспечит оптимальное решение с точки зрения коэффициента ослабления, угла падения и порога повреждения. Технология ионно-лучевого распыления (IBS) позволяет нам производить поляризаторы с коэффициентом экстинкции выше 10000:1 при угле падения 45° при сохранении порога разрушения >18,7 Дж/см ² (1064 нм, 10 нс, 100 Гц).

Стандартные поляризаторы с покрытием IBS можно найти в магазине OPTOSHOP.

ALPHALAS

Большинство типов кристаллических поляризаторов, таких как Глан-Тейлор, Рошон, кристаллический клин и т. д., охватывающих спектральный диапазон от 170 нм до 6 мкм, доступны со склада. Тонкопленочные поляризаторы, используемые в Брюстере или с углом падения 45°, имеют высокий порог повреждения и могут использоваться в сложных приложениях. ALPHALAS также предлагает поляризаторы по индивидуальному заказу.

ЭКСМА ОПТИКА

ЭКСМА Оптика предлагает полный спектр поляризационной оптики: тонкопленочные поляризаторы, окна Брюстера, кубические поляризационные светоделители, лазерные поляризационные призмы Глана, призмы Рошона и Волластона.

Knight Optical

В Knight Optical имеется широкий ассортимент поляризаторов, подходящих для различных применений, включая линейные и круговые листовые поляризаторы, ахроматические волновые пластины, кварцевые замедлители нулевого и низкого порядка и каломельные инфракрасные поляризаторы. Мы также предлагаем индивидуальную поляризационную оптику, включая кристаллические поляризаторы и деполяризаторы Лио.

Artifex Engineering

Artifex Engineering предлагает широкий ассортимент поляризаторов, включая кристаллические поляризаторы (Glan-Taylor, Glan-Thompson, …), диэлектрические поляризаторы, поляризаторы из дихроичного полимера и поляризаторы с проволочной сеткой. Кроме того, мы предлагаем вращатели поляризации и деполяризаторы. Как и для всех наших продуктов, мы предлагаем индивидуальные настройки для наших поляризаторов. Посетите нашу страницу продукта для получения более подробной информации о каждом поляризаторе. Мы с нетерпением ждем вашего запроса.

Perkins Precision Developments

Perkins Precision Developments (PPD) производит угловые поляризаторы Брюстера, а также 45-градусные пластинчатые поляризаторы для обеспечения высокой производительности и простоты юстировки. Поскольку мы используем технологию покрытия ионно-лучевым напылением (IBS), наши диэлектрические тонкопленочные пластинчатые поляризаторы устойчивы к воздействию окружающей среды, поэтому нет спектрального сдвига, вызванного временем, влажностью или температурой. Предсказуемость и повторяемость тонкопленочных покрытий IBS позволяют нам гарантировать высокое пропускание при определенном угле падения, устраняя необходимость настройки угла оптического компонента для достижения оптимальных характеристик.

Как и вся наша нестандартная лазерная оптика и поляризаторы, поляризационные светоделители PPD с покрытием IBS обладают низким поглощением, высокой экстинкцией (T _p /T _s ) и высоким порогом повреждения, что делает их идеальными для использования с высокоэнергетическим Nd YAG и волоконные лазеры, а также другие мощные импульсные и непрерывные лазерные системы в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне.

Shalom EO

Shalom EO предлагает полный ассортимент поляризаторов и волновых пластин: поляризаторы или призмы Glan Laser, поляризаторы или призмы Glan Taylor, поляризаторы или призмы Glan Thompson, поляризаторы Wollaston, поляризаторы Rochon, высокомощные лазерные линии PBS, поляризационные кубические светоделители Также предусмотрены неполяризующие светоделительные кубы, поляризующие плоскостные вращатели и ахроматические деполяризаторы.

Для некубических поляризаторов используемые двулучепреломляющие кристаллические материалы включают альфа-BBO, YVO ₄ , кварц и MgF ₂ . Доступны модули, включая нестандартные формы и прямоугольные или круглые варианты монтажа. Пожалуйста, посетите наш веб-сайт для получения дополнительной информации.

Shalom EO предлагает оптические призмы нескольких типов, которые идеально подходят для применения с отклонением луча и регулировкой ориентации изображения, в том числе: прямоугольные призмы, ретрорефлекторы углового куба, клиновидные призмы, угловые призмы Брюстера и равносторонние призмы, в дополнение к пентапризмам , призмы Дове, руф-призмы и призмы Порро. Можно использовать большой список материалов: BK7, N-BK7, плавленый кварц УФ-класса, N-SF11, CaF ₂ , Ge, ZnSe.

Возможные варианты просветляющего (AR) покрытия: однослойное покрытие MgF ₂ , широкополосное просветляющее покрытие и V-образное покрытие с длиной волны лазерной линии. Также предусмотрено светоотражающее алюминиевое покрытие.

Вопросы и комментарии от пользователей

Здесь вы можете задать вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о принятии на основе определенных критериев. По существу, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы удалили его в ближайшее время. (См. также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личную обратную связь или консультацию от автора, свяжитесь с ним, например. по электронной почте.

Ваш вопрос или комментарий:

Проверка на спам:

  (Пожалуйста, введите сумму тринадцати и трех в виде цифр!)

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти материалы.) Поскольку ваши материалы сначала просматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

См. также: тонкопленочные поляризаторы, светоделители, поляризационное суммирование лучей, призмы
и другие товары в категории общая оптика

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем сайте, в социальных сетях, на дискуссионном форуме, в Википедии), вы можете получить необходимый код здесь.

HTML-ссылка на эту статью:

  
 Статья о поляризаторах 
 в разделе  
 RP Photonics Encyclopedia 

С предварительным изображением (см. рамку чуть выше):

  
  alt="article"> 

Для Википедии, например. в разделе «==Внешние ссылки==»:

 * [https://www.rp-photonics.com/polarizers.html 
 статья о "Поляризаторах" в Энциклопедии RP Photonics] 

поляризатор

Поляризатор — это устройство, которое преобразует неполяризованный или смешанный поляризационный пучок электромагнитных волн (например, света) в пучок с одним состоянием поляризации (обычно одинарной линейной поляризацией). Поляризаторы используются во многих оптических технологиях и инструментах, а поляризационные фильтры находят применение в фотографии и технологии жидкокристаллических дисплеев.

Поляризаторы можно разделить на две основные категории: поглощающие поляризаторы , в которых нежелательные состояния поляризации поглощаются устройством, и светоделительные поляризаторы , где неполяризованный луч разделяется на два луча с противоположными состояниями поляризации.

Дополнительные рекомендуемые знания

Содержимое 1 Поглощающие поляризаторы 2 светоделительных поляризатора 2. 1 Поляризация отражением 2.2 Двулучепреломляющие поляризаторы 2.3 Тонкопленочные поляризаторы 3 Закон Малюса и другие свойства 4 См. также 5 Примечания и ссылки

Поглощающие поляризаторы

Простейшим поляризатором является поляризатор с проволочной сеткой , который состоит из регулярного массива тонких параллельных металлических проволок, расположенных в плоскости, перпендикулярной падающему лучу. Электромагнитные волны, составляющая электрического поля которых выровнена параллельно проводам, вызывают движение электронов по длине проводов. Поскольку электроны могут свободно двигаться, поляризатор ведет себя так же, как поверхность металла при отражении света; часть энергии теряется из-за джоулева нагрева проводов, а остальная часть волны отражается назад по падающему лучу.

Для волн с электрическими полями, перпендикулярными проводам, электроны не могут двигаться очень далеко по ширине каждого провода; поэтому мало энергии теряется или отражается, и падающая волна может проходить через сетку. Поскольку компоненты электрического поля, параллельные проводам, поглощаются или отражаются, передаваемая волна имеет электрическое поле исключительно в направлении, перпендикулярном проводам, и, таким образом, линейно поляризована. Проще говоря, через поляризатор проходит только свет, движущийся в определенном направлении, а остальной свет поглощается или отражается. Обратите внимание, что направление поляризации равно перпендикулярно проводам; представление о том, что волны «проскакивают» через зазоры между проводами, неверно.

Для практического использования расстояние между проводами должно быть меньше длины волны излучения, а ширина провода должна составлять небольшую часть этого расстояния. Это означает, что поляризаторы с проволочной сеткой обычно используются только для микроволн и для дальнего и среднего инфракрасного излучения. Используя передовые методы литографии, можно изготовить металлические сетки с очень узким шагом, которые поляризуют видимый свет. Поскольку степень поляризации мало зависит от длины волны и угла падения, они используются для широкополосных приложений, таких как проекция.

Интересно рассмотреть, почему есть отраженный луч, но нет прошедшего, когда симметрия задачи предполагает, что электроны в проводах должны переизлучаться во всех направлениях. Проще говоря, переданный луч «существует», но находится в точной противофазе с продолжающимся падающим лучом и, таким образом, «уравновешивается». Это, в свою очередь, кажется, противоречит идее о том, что входящая волна «управляет» электронами в проводах и поэтому «израсходована» (не оставляя продолжающегося луча, чтобы нейтрализовать переданную волну). На самом деле, если мы предположим, что нагревания нет, то энергия не используется для движения электронов — лучше представить их себе как «катающихся» на волнах, возникающих в результате взаимодействия.

Некоторые кристаллы вследствие эффектов, описываемых кристаллооптикой, проявляют дихроизм , преимущественное поглощение света, поляризованного в определенном направлении. Поэтому их можно использовать в качестве поляризаторов. Наиболее известным кристаллом этого типа является турмалин. Однако этот кристалл редко используется в качестве поляризатора, поскольку дихроичный эффект сильно зависит от длины волны, и кристалл кажется окрашенным. Герапатит также дихроичен и не сильно окрашен, но его трудно выращивать в виде крупных кристаллов.

Полароидная пленка в своем первоначальном виде представляла собой совокупность множества микроскопических кристаллов герапатита. Его более поздняя форма H-листа очень похожа на поляризатор с проволочной сеткой. Изготовлен из пластика поливинилового спирта (ПВА) с легированием йодом. Растягивание листа во время изготовления обеспечивает выстраивание цепочек ПВС в одном конкретном направлении. Электроны от легирующей примеси йода могут перемещаться по цепочкам, обеспечивая поглощение листом света, поляризованного параллельно цепочкам; пропускается свет, поляризованный перпендикулярно цепочкам. Долговечность и практичность Polaroid делают его наиболее распространенным типом поляризатора, например, для солнцезащитных очков, фотофильтров и жидкокристаллических дисплеев. Это также намного дешевле, чем другие типы поляризаторов.

Важный современный тип поглощающих поляризаторов состоит из удлиненных наночастиц серебра, встроенных в стекло. Эти поляризаторы более долговечны и могут поляризовать свет намного лучше, чем пленка Polaroid, с низким поглощением правильно поляризованного света. Такие стеклянные поляризаторы широко используются в оптоволоконной связи. Наиболее известными торговыми марками являются Polarcor производства Corning и colorPol производства Codixx.

Светоделительные поляризаторы

Светоделительные поляризаторы разделяют падающий луч на два луча с различной поляризацией. Для идеального поляризационного светоделителя они должны быть полностью поляризованными с ортогональной поляризацией. Однако для многих обычных светоделительных поляризаторов только один из двух выходных лучей полностью поляризован. Другой содержит смесь состояний поляризации.

В отличие от поглощающих поляризаторов, светоделительные поляризаторы не должны поглощать и рассеивать энергию отклоненного состояния поляризации, поэтому они больше подходят для использования с лучами высокой интенсивности, такими как лазерный свет. Светоделители с истинной поляризацией также полезны, когда необходимо анализировать или использовать две составляющие поляризации одновременно.

Поляризация отражением

Когда свет отражается под углом от границы раздела двух прозрачных материалов, отражательная способность различна для света, поляризованного в плоскости падения, и света, поляризованного перпендикулярно ей. Свет, поляризованный в плоскости, называется p -поляризованный, а поляризованный перпендикулярно ему s -поляризованный. Под особым углом, известным как угол Брюстера, p -поляризованный свет не отражается от поверхности, поэтому весь отраженный свет должен быть s -поляризованным, с электрическим полем, перпендикулярным плоскости падения.

Простой поляризатор можно сделать, наклонив стопку стеклянных пластин под углом Брюстера к лучу. Часть s -поляризованного света отражается от каждой поверхности каждой пластины. Для стопки пластин каждое отражение истощает падающий пучок на s -поляризованный свет, оставляя большую долю p -поляризованный свет в проходящем луче на каждом этапе. Для видимого света в воздухе и обычном стекле угол Брюстера составляет около 57 °, и около 16% s -поляризованного света, присутствующего в луче, отражается при каждом переходе воздух-стекло или стекло-воздух. Для достижения даже посредственной поляризации передаваемого луча при таком подходе требуется много пластин. Для стопки из 10 пластин (20 отражений) около 3% (= (1-0,16) ²⁰ ) из s -передается поляризованный свет. Отраженный луч, хотя и полностью поляризован, расплывается и может быть не очень полезен.

Более полезный поляризованный луч можно получить, наклонив стопку пластин под более крутым углом к ​​падающему лучу. Как ни странно, использование углов падения, превышающих угол Брюстера, дает более высокую степень поляризации передаваемого луча за счет снижения общего пропускания. При углах падения более 80° поляризация проходящего луча может достигать 100 % при использовании всего лишь четырех пластин, хотя интенсивность проходящего излучения в этом случае очень мала ^[1] . Добавление большего количества пластин и уменьшение угла позволяет достичь лучшего компромисса между передачей и поляризацией.

Двулучепреломляющие поляризаторы

Другие поляризаторы используют свойства двойного лучепреломления таких кристаллов, как кварц и кальцит. В этих кристаллах падающий на их поверхность пучок неполяризованного света преломляется на два луча. Закон Снелла выполняется для одного из этих лучей, обыкновенного или или -луча, но не для другого, -го луча.0275 экстраординарный или e -ray. Обычно два луча будут находиться в разных состояниях поляризации, хотя и не в состояниях линейной поляризации, за исключением определенных направлений распространения относительно оси кристалла. Два луча также имеют разные показатели преломления в кристалле.

Призма Николя была ранним типом двулучепреломляющего поляризатора, состоящего из кристалла кальцита, который был расщеплен и соединен с канадским бальзамом. Кристалл обрезан так, что o — и e -лучи находятся в состояниях ортогональной линейной поляризации. Полное внутреннее отражение o -луча происходит на границе раздела бальзамов, так как он испытывает больший показатель преломления в кальците, чем в бальзаме, и луч отклоняется в сторону кристалла. Луч е , который видит меньший показатель преломления в кальците, проходит через интерфейс без отклонения. Призмы Николя дают поляризованный свет очень высокой чистоты и широко использовались в микроскопии, хотя в современном использовании они в основном заменены альтернативами, такими как призма Глана-Томпсона, призма Глана-Фуко и призма Глана-Тейлора. Эти призмы не являются настоящими поляризационными светоделителями, поскольку полностью поляризован только передаваемый луч.

Призма Волластона — еще один двулучепреломляющий поляризатор, состоящий из двух склеенных вместе треугольных кальцитовых призм с ортогональными осями кристаллов. На внутреннем интерфейсе неполяризованный пучок разделяется на два линейно поляризованных луча, выходящих из призмы под углом 15°-45°. Призмы Рошона и Сенармона похожи, но используют разную ориентацию оптических осей в двух призмах. Эти призмы действительно разделяют луч на два полностью поляризованных луча с перпендикулярной поляризацией. Призма Номарского представляет собой разновидность призмы Волластона, которая широко используется в дифференциально-интерференционной контрастной микроскопии.

Тонкопленочные поляризаторы

Тонкопленочные поляризаторы представляют собой стеклянные подложки, на которые нанесено специальное оптическое покрытие. Интерференционные эффекты в пленке заставляют их действовать как поляризаторы, разделяющие луч. Подложкой для пленки может быть пластина, которая вставляется в луч под определенным углом, или стеклянный клин, который приклеивается ко второму клину, образуя куб с пленкой, пересекающей центр по диагонали.

Тонкопленочные поляризаторы обычно не работают так же хорошо, как поляризаторы типа Глана, но они недороги и дают два луча, которые примерно одинаково хорошо поляризованы. Поляризаторы кубического типа обычно работают лучше, чем пластинчатые поляризаторы. Первые легко спутать с двулучепреломляющими поляризаторами типа Глана.

Закон Малюса и другие свойства

Закон Малюса , названный в честь Этьена-Луи Малюса, гласит, что когда идеальный поляризатор помещается в поляризованный луч света, интенсивность I проходящего через него света определяется выражением

где

I ₀ — начальная интенсивность,

и θ _i — угол между начальной плоскостью поляризации света и осью поляризатора.

Пучок неполяризованного света можно рассматривать как содержащий однородную смесь линейных поляризаций под всеми возможными углами. Поскольку среднее значение cos ² θ равно 1/2, коэффициент передачи принимает вид

На практике часть света теряется в поляризаторе, и фактическое пропускание неполяризованного света будет несколько ниже этого значения, около 38 % для поляризаторов типа Polaroid, но значительно выше (> 49,9 %) для некоторых типов двулучепреломляющих призм. .

Если два поляризатора расположены один за другим (второй поляризатор обычно называют анализатором ), взаимный угол между их поляризационными осями дает значение θ по закону Малюса. Если две оси ортогональны, поляризаторы 90 275 пересекаются с 90 276, и теоретически свет не передается, хотя, опять же, на практике ни один поляризатор не идеален, и пропускание не равно нулю (например, скрещенные листы Polaroid кажутся слегка голубоватыми). Если между скрещенными поляризаторами поместить прозрачный объект, любые поляризационные эффекты, присутствующие в образце (например, двойное лучепреломление), будут проявляться как увеличение пропускания. Этот эффект используется в поляриметрии для измерения оптической активности образца.

Реальные поляризаторы также не являются идеальными блокаторами поляризации, ортогональной их оси поляризации; отношение пропускания нежелательного компонента к полезному компоненту называется коэффициентом экстинкции и варьируется примерно от 1:500 для Polaroid до примерно 1:10 ⁶ для призменных поляризаторов Глана-Тейлора.