Поляризация волн

Волновая пластина

Взаимодействие света с атомами или молекулами в материи связано с длиной волны света. Одним из проявлений этой корреляции является резонансное действие, которое может быть описано уравнением дисперсии вещества. Другим проявлением является то, что этот резонанс может вызвать двойное преломление, то есть скорость преломления вещества изменяется с направлением поляризации света. В некоторых кристаллах регулярное расположение атомов приводит к тому, что электрические векторы, вибрирующие в разных направлениях, имеют разные резонансные частоты. Одним из результатов является то, что свет в разных поляризованных направлениях имеет разные коэффициенты преломления. В отличие от дисперсии вещества, двойного преломления легче избежать, например, с использованием аморфных материалов, таких как стекло, или с использованием кристаллов с простой симметричной структурой решетки, таких как хлорид натрия или арсенид галлия. С другой стороны, мы также можем использовать свойства двойного преломления для изменения или модуляции поляризованного состояния света. Этот оптический элемент часто называют двойным преломляющим волновым чипом или просто волновым чипом. Отрежьте тонкую пластину вдоль оптической оси двойного преломляющего кристалла, и когда луч света падает на пластину, свет показывает разные скорости преломления в двух вертикальных поляризационных направлениях. Соответственно, скорость распространения света также различна, что соответствует быстрой оси и медленной оси соответственно. рисунок1Это показывает, что направление поляризации луча падающего света параллельно направлению быстрой оси чипа, которая имеет большую фазовую скорость внутри чипа. Свет, поляризованный вдоль ортогональной медленной оси, имеет большую скорость преломления и небольшую фазовую скорость. Как показано на рисунке2Показано.

Диаграмма 1

Диаграмма 2

Постоянная распространения света в материик=2πfn/сЭто означает изменение фазы после расстояния единицы распространения света. средиfЧастота света,nЭто показатель преломления материи,cСкорость света в вакууме. При передаче светаLКогда фазовые изменения могут быть записаны какφ = 2πfnL/сИ, следовательно, рисунок1Изменение фазы света, поляризованного по быстрой осиφ_быстро= 2πfn_быстроЛ/С& Диаграмма2Изменение фазы света, поляризованного по средней оси кристаллаφ_{медленно}= 2πfn_{медленно}Л/СРазница между ними называется фазовой задержкой,Γ = 2πf(n)_{медленно}- н_быстро) L/cА.ΓЕдиница - дуга, но больше выражена в волновом цикле. Например,С = 2πСоответствует полноволновому чипу,С = πСоответствует полуволновому,Γ = π/2Четверть (1 / 4- Волнистые чипы, и так далее. рисунок1и2В среднем свет поляризуется по быстрой и медленной осям чипа, соответственно, и фазовая задержка, возникающая после прохождения чипа, составляет(1+1/3)Длина волны, целое число длин волн обычно не учитывается, поэтому этот чип равен одному1 / 3Волновая пластина.

Полуволновая пластина

Обычно в реальностиПоловина волны.(Γ = π)и1 / 4Волновая пластина(Γ = π/2). Полупролны часто используются для вращения поляризованного направления света.

Диаграмма 3

рисунок3Предположим, что луч поляризованного света падает вертикально на полуволновую пластину под углом между направлением поляризации и быстрой осью пластиныθВо - первых, мы разлагаем падающий свет по направлению поляризации вдоль быстрой и медленной оси волны. Во время распространения свет испытывает различные скорости преломления и фазовые задержки вдоль поляризованных частей быстрой и медленной оси. При прохождении определенной толщины разница фаз достигаетπТо есть половина цикла. Когда свет, поляризованный вдоль быстрой оси, снова достигает увеличения вверх после целого числа длин волн, а свет, поляризованный вдоль медленной оси, задерживается фазой, электрический вектор указывает в противоположном направлении. Конечным результатом их объединения является то, что направление поляризации света вращается относительно падения.2θА.

Полуволновые пластины часто используются для вращения направления поляризации лазера, особенно когда лазер относительно велик и сам по себе не легко вращается. Например, большинство крупных ионных лазеров имеют вертикальную поляризацию. Если вы хотите получить горизонтальную поляризацию, просто используйте полуволновой чип и сделайте его быстрой или медленной осью в вертикальном направлении45°Угол можно разместить. Если ваш полуволновой чип не указывает оси или маркер заблокирован, его можно определить следующим образом: сначала поместите поляризатор в оптический путь и поверните его, чтобы * заблокировать падающий лазер, указывая, что поляризатор имеет горизонтальное направление поляризации. Затем полуволны помещаются перед поляризатором, чтобы обеспечить вертикальное падение. Вращающиеся полуволновые пластины снова блокируют свет поляризатором. В этом случае направление быстрой или медленной оси волнового чипа совпадает с направлением поляризации падающего лазера, поэтому оно не вращается. Затем поверните полуволновку в любом направлении.45°Поляризация падающего лазера вращается соответствующим образом.90°Получите горизонтальную поляризацию. Направление поляризации поляризатора можно настроить вертикально, чтобы увидеть, можно ли заблокировать лазер, чтобы проверить его горизонтальную поляризацию. Если вы хотите повернуть поляризацию лазера под любым другим углом, просто поверните волновой чип на половину этого угла. Два более удобных модуля для крепления волн смотрите на нашемРСП-1ТИлиГМ-1РАПродукты.

1 / 4Волновая пластина

1 / 4Волнистые пластины обычно используются для преобразования линейного поляризованного света в круговой поляризованный свет или наоборот. Для достижения этой цели необходимо сделать направление поляризации падающего света осевым45°Интервал, который делает его равноценным по направлению к быстрой и медленной осям волнового чипа, как показано на рисунке4Показано.

Диаграмма 4

регулировать1 / 4Процесс на волновом чипе аналогичен описанному выше процессу регулировки полуволнового излучения: во - первых, в оптическую цепь помещается поляризатор, который вращается, чтобы защитить падающий свет и тем самым определить направление поляризации падающего света. Затем вставьте перед поляризатором1 / 4Волновая пластина, удерживающая вертикальное падение света. Поверните волновой чип и снова время блокируется поляризатором. Затем, поверните волновой чип в любом направлении45°Получи круговой поляризованный свет. Сила света, проходящая через поляризатор, должна быть только наполовину меньше, чем при падении, в то время как другая половина отражается или поглощается. Массу света с круговой поляризацией можно определить следующим образом: при вращении поляризатора сила света должна оставаться неизменной. Если интенсивность света изменяется, это означает, что используемые волны не являются строгими на этой длине волны.1 / 4Волновая пластина, получаемый свет имеет эллиптическую поляризацию. Можно слегка наклонить направление падения волнового луча относительно света, повернуть поляризатор и проверить, стабильна ли проходящая сила света. Повторение этого шага может найти подходящий угол падения, который компенсирует отклонение задержки волнового чипа.

Диаграмма 5

Возможно, вы захотите узнать о полуволновом и1 / 4Каково влияние других волновых волн за пределами волн на поляризацию света. рисунок5Это показывает, что луч поляризованного света изменяется в поляризованном состоянии после прохождения волны с различной фазовой задержкой, а направление поляризации падающего света находится под произвольным углом к оси волны. Когда свет проходит через полуволновое излучение (фазовая задержка)πПри этом происходит вращение в направлении поляризации и поддерживается линейная поляризация. Когда фазовая задержка2πИли в несколько раз больше, когда поляризация света не меняется. Волны, проходящие через другие фазовые задержки, генерируют эллиптически поляризованный свет различной ориентации. Пожалуйста, обратите внимание, здесь1 / 4волновой (фазовая задержка)π/2И3π/2Круговой поляризованный свет не генерируется, поскольку падающий свет находится под произвольным углом от оси волны, что приводит к различным компонентам света на быстрой и медленной осях волны. Чтобы создать круговую поляризацию света, направление поляризации падающего света должно быть и1 / 4осевая точность волнЧэн45°Углы.

Мори вносит свой вклад в вашу научную карьеру:

1) Лазерный контроль: лазерный источник тока, лазерный терморегулятор, лазерное управление, сервопривод и системы и т.д.

2) Детекторы: фотоэлектрические детекторы, однофотонные счетчики, однофотонные детекторы,CCDСпектральная аналитическая система и т.д.

3) Позиционирование и обработка: нано - системы позиционирования, микро - нано - системы движения, многомерные станции смещения, вращающиеся станции, микрооператоры и т.д.

4) Источники света: полупроводниковые лазеры, твердотельные лазеры, одночастотные лазеры, одномодовые лазеры, узкополосные лазеры, лазеры в диапазоне оптической связи,СО2Лазеры, среднеинфракрасные лазеры, красители, фемтосекундные сверхбыстрые лазеры и т.д.

5) Оптические механические детали: высококачественные беснапряженные оптические механические детали, используемые для построения оптических дорожных систем, такие как оптическая регулировочная рама, рама, опорный стержень, неподвижное основание и так далее

6) Оптическая платформа: активная виброизоляционная платформа, аэродинамический виброизоляционный стол, экспериментальный стол, жесткий рабочий стол, хлебная плита, виброизоляция, магнитная изоляция, звукоизоляционное комплексное решение и многое другое

7) Оптические элементы: все виды кристаллов, оптических волокон, дефлекторов, зеркал, линз, полупрозрачных полузеркал, фильтров, затухающих пластин, стеклянных пластин и т.д.

8) Красители: лазерные красители, флуоресцентные красители, фотообесцвечивающие красители, фотолюминесцентные красители, абсорбционные красители и т.д.