1 Polarizazione di a luce
A luce hà trè proprietà basiche, vale à dì lunghezza d'onda, intensità è polarizazione. A lunghezza d'onda di a luce hè faciule da capisce, piglià a luce visibile cumuna cum'è un esempiu, a gamma di lunghezza d'onda hè 380 ~ 780nm. L'intensità di a luce hè ancu faciule da capisce, è se un fasciu di luce hè forte o debule pò esse carattarizatu da a dimensione di u putere. In cuntrastu, a caratteristica di polarizazione di a luce hè a discrizzione di a direzzione di vibrazione di u vettore di u campu elettricu di a luce, chì ùn pò micca esse vistu è toccu, per quessa, ùn hè di solitu micca faciule da capisce, però, in a realità, a caratteristica polarizazione di a luce. hè ancu assai impurtante, è hà una larga gamma di appiicazioni in a vita, cum'è a visualizazione di cristalli liquidi chì vedemu ogni ghjornu, a tecnulugia di polarizazione hè aduprata per ottene una visualizazione di culore è un cuntrastu di cuntrastu. Quandu si vede i filmi 3D in u cinema, i vetri 3D sò ancu appiicati à a polarizazione di a luce. Per quelli chì sò impegnati in u travagliu otticu, una cunniscenza cumpleta di a polarizazione è a so applicazione in i sistemi ottichi pratichi seranu assai utili à prumove u successu di prudutti è prughjetti. Per quessa, da u principiu di stu articulu, avemu aduprà una discrizzione sèmplice à intruduce a polarization di luce, cusì chì ognunu hà una prufonda capiscitura di polarization, è megliu usu in u travagliu.
2 Cunniscenza basica di polarizazione
Perchè ci sò parechji cuncetti implicati, avemu da sparte in parechji riassunti per intruducelli passu à passu.
2.1 Cuncepimentu di polarizazione
Sapemu chì a luce hè un tipu d'onda elettromagnetica, cum'è mostra in a figura seguente, l'onda elettromagnetica hè custituita da u campu elettricu E è u campu magneticu B, chì sò perpendiculari à l'altri. Les deux ondes oscillent dans leurs sens respectifs et se propagent horizontalement le long de la direction de propagation Z.
Perchè u campu elettricu è u campu magneticu sò perpendiculari l'un à l'altru, a fase hè a listessa, è a direzzione di propagazione hè a stessa, cusì a polarizazione di a luce hè descritta analizendu a vibrazione di u campu elettricu in pratica.
Comu mostra in a figura sottu, u vettore di campu elettricu E pò esse scompostu in vettori Ex è Ey, è a chjamata polarizazione hè a distribuzione di a direzzione d'oscillazione di i cumpunenti di u campu elettricu Ex è Ey in u tempu è u spaziu.
2.2 Diversi stati di polarizazione basica
A. Polarizazione ellittica
A polarizazione ellittica hè u statu di polarizazione più basicu, in quale dui cumpunenti di u campu elettricu anu una differenza di fase constante (una propagazione più veloce, una propagazione più lenta), è a diferenza di fase ùn hè micca uguale à un multiplu interu di π/2, è l'amplitude pò esse. esse uguali o diffirenti. Se fighjate longu a direzzione di propagazione, a linea di cuntorni di a traiettoria di u puntu finale di u vettore di u campu elettricu disegnarà un ellisse, cum'è mostra quì sottu:
B, polarizazione lineari
A polarizazione lineare hè una forma speciale di polarizazione ellittica, quandu i dui cumpunenti di u campu elettricu ùn sò micca differenza di fasa, u vettore di u campu elettricu oscilla in u stessu pianu, se vistu longu a direzzione di propagazione, u contornu di a traiettoria di u campu elettricu hè una linea retta. . Se i dui cumpunenti anu a listessa amplitude, questu hè a polarizazione lineale di 45 gradi mostrata in a figura sottu.
C, polarizazione circular
A polarizazione circular hè ancu una forma speciale di polarizazione ellittica, quandu i dui cumpunenti di u campu elettricu anu una differenza di fase di 90 gradi è a listessa amplitude, longu à a direzzione di propagazione, a trajectoria finale di u vettore di u campu elettricu hè un cerculu, cum'è mostra in u figura seguente:
2.3 Classificazione di polarizazione di a fonte di luce
A luce emessa direttamente da a fonte di luce ordinaria hè un inseme irregulare di innumerevoli luci polarizzate, per quessa ùn si pò micca truvà in quale direzzione l'intensità di a luce hè biased quandu osservata direttamente. Stu tipu di intensità di l'onda di luce chì vibra in tutte e direzzione hè chjamatu luce naturale, hà un cambiamentu aleatoriu di u statu di polarizazione è a differenza di fase, cumprese tutte e direzzione di vibrazione pussibuli perpendiculari à a direzzione di propagazione di l'onda di luce, ùn mostra micca polarizazione, appartene à u luce non polarizata. A luce naturale cumuni include a luce di u sole, a luce da i lampadini di casa, è cusì.
A luce polarizzata cumpletamente hà una direzzione d'oscillazione di l'onda elettromagnetica stabile, è i dui cumpunenti di u campu elettricu anu una differenza di fase constante, chì include a luce polarizzata lineare sopra citata, luce polarizzata ellittica è luce polarizzata circular.
A luce parzialmente polarizzata hà dui cumpunenti di luce naturale è luce polarizzata, cum'è u fasciu laser chì spessu usamu, chì ùn hè nè luce polarizzata nè luce non polarizzata, allora appartene à a luce parzialmente polarizzata. Per quantificà a proporzione di luce polarizzata in l'intensità luminosa totale, hè introduttu u cuncettu di Grau di Polarizazione (DOP), chì hè u rapportu di l'intensità di a luce polarizzata à l'intensità di a luce totale, chì varieghja da 0 à 1,0 per unpolarized. luce, 1 per a luce completamente polarizzata. Inoltre, a polarizazione lineare (DOLP) hè u rapportu di l'intensità luminosa polarizzata linearmente à l'intensità luminosa tutale, mentri a polarizazione circular (DOCP) hè u rapportu di l'intensità luminosa polarizzata circularmente à l'intensità luminosa totale. In a vita, i lumi LED cumuni emettenu luce parzialmente polarizzata.
2.4 Cunversione trà stati di polarizazione
Molti elementi ottici anu un effettu nantu à a polarizazione di u fasciu, chì qualchì volta hè aspittatu da l'utilizatore è à volte ùn hè micca aspittatu. Per esempiu, se un fasciu di luce hè riflessu, a so polarizazione di solitu cambierà, in u casu di luce naturale, riflessa à traversu a superficia di l'acqua, diventerà luce parzialmente polarizzata.
Mentre u fasciu ùn hè micca riflessu o passa per qualsiasi mediu polarizante, u so statu di polarizazione ferma stabile. Se vulete cambià quantitativamente u statu di polarizazione di u fasciu, pudete aduprà l'elementu otticu di polarizazione per fà. Per esempiu, una piastra di quartu d'onda hè un elementu di polarizazione cumuni, chì hè fattu di materiale di cristallu birrefringente, divisu in direzzione di l'assi veloci è lenti, è pò ritardà a fase di π/2 (90 °) di u vettore di campu elettricu parallelu. à l'assi lentu, mentre chì u vettore di campu elettricu parallelu à l'assi veloce ùn hà micca ritardu, cusì chì quandu a luce polarizzata linearmente hè incidente nantu à a piastra di quartu d'onda à un Angulu di polarizazione di 45 gradi, U fasciu di luce attraversu a piastra d'onda diventa luce polarizzata circularmente, cum'è mostra in u diagramma sottu. Prima, a luce naturale hè cambiata in luce polarizzata linearmente cù u polarizzatore lineale, è dopu a luce polarizzata lineale passa per 1/4 di lunghezza d'onda è diventa una luce polarizzata circularmente, è l'intensità di a luce ùn hè cambiata.
In listessu modu, quandu u fasciu viaghja in a direzzione opposta è a luce polarizzata circularly colpisce a piastra 1/4 à un Angulu di polarizazione di 45 gradi, u fasciu passanu diventa luce polarizzata linearmente.
A luce polarizzata linearmente pò esse cambiata in luce unpolarized usendu a sfera integrante citata in l'articulu precedente. Dopu chì a luce polarizzata linearmenti entra in a sfera d'integrazione, hè riflessa parechje volte in a sfera, è a vibrazione di u campu elettricu hè disturbata, perchè l'estremità di l'output di a sfera d'integrazione pò uttene luce non polarizzata.
2.5 P light, S light è Brewster Angle
Tanti P-light è S-light sò linearly polarized, polarized in direzzione perpendicular à l'altru, è sò utili à cunsiderà a riflessione è a rifrazione di u fasciu. Comu mostra in a figura sottu, un fasciu di luce brilla nantu à u pianu incidente, furmendu riflessione è rifrazzione, è u pianu furmatu da u fasciu incidente è u normale hè definitu cum'è u pianu incidente. P light (prima lettera di Parallel, chì significa parallella) hè a luce chì a direzzione di polarizazione hè parallella à u pianu d'incidenza, è S light (prima lettera di Senkrecht, chì significa verticale) hè a luce chì a direzzione di polarizazione hè perpendiculare à u pianu d'incidenza.
In circustanze nurmale, quandu a luce naturale hè riflessa è rifratta nantu à l'interfaccia dielettrica, a luce riflessa è a luce rifratta sò parzialmente polarizzata, solu quandu l'incidenza Angle hè un Angle specificu, u statu di polarizazione di a luce riflessa hè cumplettamente perpendiculare à l'incidentu. pianu S polarization, u statu polarization di u lume rifratta hè quasi parallella à u pianu incidente P polarization, à stu tempu l 'incidenza specifichi Angle hè chjamatu Brewster Angle. Quandu a luce hè incidente à Brewster Angle, a luce riflessa è a luce rifratta sò perpendiculari l'una à l'altru. Aduprendu sta pruprietà, pò esse pruduciutu u lume polarizatu linearmente.
3 Cunclusioni
In questu articulu, avemu introduttu a cunniscenza basica di polarizazione ottica, a luce hè una onda elettromagnetica, cù effettu d'onda, a polarizazione hè a vibrazione di u vettore di u campu elettricu in l'onda di luce. Avemu introduttu trè stati di polarizazione basica, polarizazione ellittica, polarizazione lineale è polarizazione circular, chì sò spessu usati in u travagliu di ogni ghjornu. Sicondu u sfarente gradu di polarizazione, a fonte di luce pò esse divisa in luce non polarizzata, luce parzialmente polarizzata è luce completamente polarizzata, chì deve esse distinta è discriminata in pratica. In risposta à i sopra parechji.
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