Επισκόπηση
Τα οπτικά πόλωσης χρησιμοποιούνται για την αλλαγή της κατάστασης πόλωσης της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. Τα οπτικά μας πόλωσης περιλαμβάνουν πολωτές, πλάκες κύματος / επιβραδυντές, αποπολωτές, στροφείς Faraday και οπτικούς απομονωτές σε φασματικές περιοχές UV, ορατές ή IR.
Περιστροφέας Faraday 1064 nm
Απομονωτής Ελεύθερου Χώρου
Polarizer υψηλής ισχύος Nd-YAG
Ο οπτικός σχεδιασμός εστιάζει συχνά στο μήκος κύματος και την ένταση του φωτός, ενώ παραμελεί την πόλωσή του. Η πόλωση, ωστόσο, είναι μια σημαντική ιδιότητα του φωτός ως κύματος. Το φως είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα και το ηλεκτρικό πεδίο αυτού του κύματος ταλαντώνεται κάθετα προς την κατεύθυνση διάδοσης. Η κατάσταση πόλωσης περιγράφει τον προσανατολισμό της ταλάντωσης του κύματος σε σχέση με την κατεύθυνση διάδοσης. Το φως ονομάζεται μη πολωμένο εάν η κατεύθυνση αυτού του ηλεκτρικού πεδίου κυμαίνεται τυχαία στο χρόνο. Εάν η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου φωτός είναι καλά καθορισμένη, ονομάζεται πολωμένο φως. Η πιο κοινή πηγή πολωμένου φωτός είναι το λέιζερ. Ανάλογα με τον προσανατολισμό του ηλεκτρικού πεδίου, ταξινομούμε το πολωμένο φως σε τρεις τύπους πόλωσης:
★Γραμμική πόλωση: η ταλάντωση και η διάδοση είναι σε ένα μόνο επίπεδο.Theηλεκτρικό πεδίο γραμμικά πολωμένου φωτός cσυνίσταται σε δύο κάθετες, ίσες σε πλάτος, γραμμικές εξαρτήματα που δεν έχουν διαφορά φάσης.Το προκύπτον ηλεκτρικό πεδίο φωτός περιορίζεται σε ένα μόνο επίπεδο κατά μήκος της κατεύθυνσης διάδοσης.
★Κυκλική πόλωση: ο προσανατολισμός του φωτός αλλάζει με την πάροδο του χρόνου με ελικοειδές τρόπο. Το ηλεκτρικό πεδίο του φωτός αποτελείται από δύο γραμμικά στοιχεία που είναι κάθετα μεταξύ τους, ίσα σε πλάτος, αλλά έχουν διαφορά φάσης π/2. Το προκύπτον ηλεκτρικό πεδίο φωτός περιστρέφεται σε κύκλο γύρω από την κατεύθυνση διάδοσης.
★Ελειπτική πόλωση: το ηλεκτρικό πεδίο του ελλειπτικά πολωμένου φωτός περιγράφει μια έλλειψη, σε σύγκριση με έναν κύκλο με κυκλική πόλωση. Αυτό το ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να θεωρηθεί ως ο συνδυασμός δύο γραμμικών συνιστωσών με διαφορετικά πλάτη και/ή διαφορά φάσης που δεν είναι π/2. Αυτή είναι η πιο γενική περιγραφή του πολωμένου φωτός και το κυκλικό και γραμμικό πολωμένο φως μπορεί να θεωρηθεί ως ειδικές περιπτώσεις ελλειπτικά πολωμένου φωτός.
Οι δύο ορθογώνιες γραμμικές καταστάσεις πόλωσης αναφέρονται συχνά ως "S" και "P".αυτοίορίζονται από τον σχετικό προσανατολισμό τους στο επίπεδο πρόσπτωσης.Π-πολωμένο φωςπου ταλαντώνεται παράλληλα με αυτό το επίπεδο είναι το "P", ενώ το s-πολωμένο φως που έχει ένα ηλεκτρικό πεδίο πολωμένο κάθετο σε αυτό το επίπεδο είναι "S".Πολωτοποιητέςείναι βασικά οπτικά στοιχεία για τον έλεγχο της πόλωσής σας, μεταδίδοντας μια επιθυμητή κατάσταση πόλωσης ενώ αντανακλώνται, απορροφούν ή αποκλίνουν τα υπόλοιπα. Υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία τύπων πολωτών, ο καθένας με τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Για να σας βοηθήσουμε να επιλέξετε τον καλύτερο πολωτή για την εφαρμογή σας, θα συζητήσουμε τις προδιαγραφές του πολωτή καθώς και τον οδηγό επιλογής πολωτών.
P και S pol. ορίζονται από τον σχετικό προσανατολισμό τους στο επίπεδο πρόσπτωσης
Προδιαγραφές Polarizer
Οι πολωτές ορίζονται από μερικές βασικές παραμέτρους, μερικές από τις οποίες είναι ειδικές για την οπτική πόλωσης. Οι πιο σημαντικές παράμετροι είναι:
⊙Μετάδοση: Αυτή η τιμή αναφέρεται είτε στη μετάδοση γραμμικά πολωμένου φωτός προς την κατεύθυνση του άξονα πόλωσης είτε στη μετάδοση μη πολωμένου φωτός μέσω του πολωτή. Παράλληλη μετάδοση είναι η μετάδοση μη πολωμένου φωτός μέσω δύο πολωτών με τους άξονες πόλωσής τους ευθυγραμμισμένους παράλληλα, ενώ η διασταυρούμενη μετάδοση είναι η μετάδοση μη πολωμένου φωτός μέσω δύο πολωτών με τους άξονες πόλωσής τους διασταυρωμένους. Για ιδανικούς πολωτές, η μετάδοση γραμμικά πολωμένου φωτός παράλληλα με τον άξονα πόλωσης είναι 100%, η παράλληλη μετάδοση είναι 50% και η διασταυρούμενη μετάδοση είναι 0%. Το μη πολωμένο φως μπορεί να θεωρηθεί ως ένας ταχέως μεταβαλλόμενος τυχαίος συνδυασμός p- και s-πολωμένου φωτός. Ένας ιδανικός γραμμικός πολωτής θα μεταδώσει μόνο μία από τις δύο γραμμικές πολώσεις, μειώνοντας την αρχική μη πολωμένη ένταση I0κατά το ήμισυ, δηλ.I=I0/2,άρα η παράλληλη μετάδοση (για μη πολωμένο φως) είναι 50%. Για γραμμικά πολωμένο φως με ένταση I0, η ένταση που μεταδίδεται μέσω ενός ιδανικού πολωτή, του I, μπορεί να περιγραφεί από το νόμο του Malus, π.χ.I=I0cos2Øόπου θ είναι η γωνία μεταξύ της προσπίπτουσας γραμμικής πόλωσης και του άξονα πόλωσης. Βλέπουμε ότι για τους παράλληλους άξονες επιτυγχάνεται μετάδοση 100%, ενώ για τους άξονες 90°, γνωστούς και ως διασταυρούμενους πολωτές, υπάρχει μετάδοση 0%, άρα η διασταυρούμενη μετάδοση είναι 0%. Ωστόσο, σε πραγματικές εφαρμογές η μετάδοση δεν θα μπορούσε ποτέ να είναι ακριβώς 0%, επομένως, οι πολωτές χαρακτηρίζονται από μια αναλογία εξάλειψης όπως περιγράφεται παρακάτω, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της πραγματικής μετάδοσης μέσω δύο διασταυρούμενων πολωτών.
⊙Αναλογία εξαφάνισης και βαθμός πόλωσης: Οι ιδιότητες πόλωσης ενός γραμμικού πολωτή τυπικά ορίζονται από το βαθμό πόλωσης ή απόδοσης πόλωσης, δηλαδή P=(T1-T2)/(Τ1+T2) και τον λόγο εξαφάνισής του, δηλαδή ρp=T2/T1όπου οι κύριες μεταδόσεις του γραμμικά πολωμένου φωτός μέσω ενός πολωτή είναι Τ1 και Τ2. Το T1 είναι η μέγιστη μετάδοση μέσω του πολωτή και συμβαίνει όταν ο άξονας μετάδοσης του πολωτή είναι παράλληλος με την πόλωση της προσπίπτουσας γραμμικά πολωμένης δέσμης. Το T2 είναι η ελάχιστη μετάδοση μέσω του πολωτή και συμβαίνει όταν ο άξονας μετάδοσης του πολωτή είναι κάθετος στην πόλωση της προσπίπτουσας γραμμικά πολωμένης δέσμης.
Η απόδοση απόσβεσης ενός γραμμικού πολωτή εκφράζεται συχνά ως 1 / ρp : 1. Αυτή η παράμετρος κυμαίνεται από λιγότερο από 100:1 (που σημαίνει ότι έχετε 100 φορές περισσότερη μετάδοση για πολωμένο φως P από πολωμένο φως S) για οικονομικούς πολωτές φύλλων έως 106:1 για υψηλής ποιότητας διπλοθλαστικούς κρυσταλλικούς πολωτές. Ο λόγος εξάλειψης τυπικά ποικίλλει ανάλογα με το μήκος κύματος και τη γωνία πρόσπτωσης και πρέπει να αξιολογηθεί μαζί με άλλους παράγοντες όπως το κόστος, το μέγεθος και η πολωμένη μετάδοση για μια δεδομένη εφαρμογή. Εκτός από την αναλογία κατάσβεσης, μπορούμε να μετρήσουμε την απόδοση ενός πολωτή χαρακτηρίζοντας την απόδοση. Ο βαθμός απόδοσης πόλωσης ονομάζεται "αντίθεση", αυτός ο λόγος χρησιμοποιείται συνήθως όταν εξετάζονται εφαρμογές χαμηλού φωτισμού όπου οι απώλειες έντασης είναι κρίσιμες.
⊙Γωνία αποδοχής: Η γωνία αποδοχής είναι η μεγαλύτερη απόκλιση από τη σχεδιαστική γωνία πρόσπτωσης στην οποία ο πολωτής θα εξακολουθεί να λειτουργεί εντός των προδιαγραφών. Οι περισσότεροι πολωτές έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε γωνία πρόσπτωσης 0° ή 45° ή σε γωνία Brewster. Η γωνία αποδοχής είναι σημαντική για την ευθυγράμμιση, αλλά έχει ιδιαίτερη σημασία όταν εργάζεστε με μη ευθυγραμμισμένες δοκούς. Το συρμάτινο πλέγμα και οι διχρωμικοί πολωτές έχουν τις μεγαλύτερες γωνίες αποδοχής, έως μια πλήρη γωνία αποδοχής σχεδόν 90°.
⊙Κατασκευή: Οι πολωτές έρχονται σε πολλές μορφές και σχέδια. Οι πολωτές λεπτής μεμβράνης είναι λεπτές μεμβράνες παρόμοιες με τα οπτικά φίλτρα. Οι διαχωριστές δέσμης πολωτικής πλάκας είναι λεπτές, επίπεδες πλάκες τοποθετημένες υπό γωνία ως προς τη δοκό. Οι διαχωριστές δέσμης πολωτικού κύβου αποτελούνται από δύο πρίσματα ορθής γωνίας τοποθετημένα μαζί στην υποτείνουσα.
Οι διπλοδιαθλαστικοί πολωτές αποτελούνται από δύο κρυσταλλικά πρίσματα τοποθετημένα μεταξύ τους, όπου η γωνία των πρισμάτων καθορίζεται από το συγκεκριμένο σχέδιο πολωτή.
⊙Καθαρό διάφραγμα: Το διαυγές άνοιγμα είναι συνήθως πιο περιοριστικό για διπλοδιαθλαστικούς πολωτές καθώς η διαθεσιμότητα οπτικά καθαρών κρυστάλλων περιορίζει το μέγεθος αυτών των πολωτών. Οι διχρωμικοί πολωτές έχουν τα μεγαλύτερα διαθέσιμα καθαρά ανοίγματα καθώς η κατασκευή τους προσφέρεται για μεγαλύτερα μεγέθη.
⊙Μήκος οπτικής διαδρομής: Το φως μήκους πρέπει να διατρέχει τον πολωτή. Σημαντικό για τη διασπορά, τα κατώφλια ζημιάς και τους περιορισμούς χώρου, τα μήκη οπτικής διαδρομής μπορεί να είναι σημαντικά σε διπλοδιαθλαστικούς πολωτές, αλλά είναι συνήθως μικρά σε διχρωμικούς πολωτές.
⊙Κατώφλι ζημιάς: Το κατώφλι ζημιάς με λέιζερ καθορίζεται από το υλικό που χρησιμοποιείται καθώς και από τον σχεδιασμό του πολωτή, με τους διπλοθλαστικούς πολωτές να έχουν συνήθως το υψηλότερο όριο ζημιάς. Το τσιμέντο είναι συχνά το πιο ευαίσθητο στοιχείο σε ζημιά από λέιζερ, γι' αυτό οι διαχωριστές δέσμης που έρχονται σε επαφή με οπτική επαφή ή οι διπλοθλαστικοί πολωτές σε απόσταση αέρα έχουν υψηλότερα όρια ζημιάς.
Οδηγός επιλογής Polarizer
Υπάρχουν διάφοροι τύποι πολωτών, συμπεριλαμβανομένων των διχρωμικών, κυβικών, συρμάτινων και κρυσταλλικών. Κανένας τύπος πολωτή δεν είναι ιδανικός για κάθε εφαρμογή, ο καθένας έχει τα δικά του μοναδικά πλεονεκτήματα και αδυναμίες.
Οι Dichroic Polarizer μεταδίδουν μια συγκεκριμένη κατάσταση πόλωσης ενώ μπλοκάρουν όλες τις άλλες. Η τυπική κατασκευή αποτελείται από ένα μονό επικαλυμμένο υπόστρωμα ή πολυμερές διχρωμικό φιλμ, σε δύο γυάλινες πλάκες. Όταν μια φυσική δέσμη μεταδίδεται μέσω του διχρωμικού υλικού, το ένα από τα στοιχεία της ορθογώνιας πόλωσης της δέσμης απορροφάται έντονα και το άλλο σβήνει με ασθενή απορρόφηση. Έτσι, ο διχρωμικός πολωτής φύλλων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μετατροπή της τυχαίας πολωμένης δέσμης σε γραμμικά πολωμένης δέσμης. Σε σύγκριση με τα πολωτικά πρίσματα, ο πολωτής διχρωμίας φύλλων προσφέρει πολύ μεγαλύτερο μέγεθος και αποδεκτή γωνία. Ενώ θα δείτε υψηλές αναλογίες απόσβεσης προς κόστος, η κατασκευή περιορίζει τη χρήση για λέιζερ υψηλής ισχύος ή υψηλές θερμοκρασίες. Οι διχρωμικοί πολωτές είναι διαθέσιμοι σε ένα ευρύ φάσμα μορφών, που κυμαίνονται από πολυστρωματικό φιλμ χαμηλού κόστους έως πολωτές ακριβείας υψηλής αντίθεσης.
Οι διχρωμικοί πολωτές απορροφούν την ανεπιθύμητη κατάσταση πόλωσης
Οι διαχωριστές δέσμης πολωτικού κύβου κατασκευάζονται ενώνοντας δύο ορθογώνια πρίσματα με μια επικαλυμμένη υποτείνουσα. Η πολωτική επίστρωση κατασκευάζεται συνήθως από εναλλασσόμενα στρώματα υλικών υψηλού και χαμηλού δείκτη που αντανακλούν το πολωμένο φως S και εκπέμπουν P. Το αποτέλεσμα είναι δύο ορθογώνιες δοκοί σε μια μορφή που είναι εύκολο να τοποθετηθεί και να ευθυγραμμιστεί. Οι πολωτικές επιστρώσεις μπορούν συνήθως να αντέξουν υψηλή πυκνότητα ισχύος, ωστόσο οι κόλλες που χρησιμοποιούνται για την τσιμέντο των κύβων μπορεί να αποτύχουν. Αυτή η λειτουργία αποτυχίας μπορεί να εξαλειφθεί μέσω οπτικής επαφής. Ενώ συνήθως βλέπουμε υψηλή αντίθεση για τη μεταδιδόμενη δέσμη, η ανακλώμενη αντίθεση είναι συνήθως χαμηλότερη.
Οι πολωτές πλέγματος καλωδίων διαθέτουν μια σειρά από μικροσκοπικά σύρματα σε ένα γυάλινο υπόστρωμα που εκπέμπει επιλεκτικά το πολωμένο φως P και ανακλά το S-πολωμένο φως. Λόγω της μηχανικής φύσης, οι πολωτές συρμάτινου πλέγματος διαθέτουν μια ζώνη μήκους κύματος που περιορίζεται μόνο από τη μετάδοση του υποστρώματος, καθιστώντας τους ιδανικούς για ευρυζωνικές εφαρμογές που απαιτούν πόλωση υψηλής αντίθεσης.
Μεταδίδεται πόλωση κάθετη στα μεταλλικά σύρματα
Ο κρυσταλλικός πολωτής μεταδίδει την επιθυμητή πόλωση και αποκλίνει τα υπόλοιπα χρησιμοποιώντας διπλοθλαυστικές ιδιότητες των κρυσταλλικών υλικών τους
Οι κρυσταλλικοί πολωτές χρησιμοποιούν τις διπλοδιαθλαστικές ιδιότητες του υποστρώματος για να αλλάξουν την κατάσταση πόλωσης του εισερχόμενου φωτός. Τα διπλά διαθλαστικά υλικά έχουν ελαφρώς διαφορετικούς δείκτες διάθλασης για το φως που πολώνεται σε διαφορετικούς προσανατολισμούς, με αποτέλεσμα οι διαφορετικές καταστάσεις πόλωσης να ταξιδεύουν μέσα στο υλικό με διαφορετικές ταχύτητες.
Οι πολωτές Wollaston είναι ένας τύπος κρυσταλλικών πολωτών που αποτελούνται από δύο διπλής διάθλασης πρίσματα ορθής γωνίας ενωμένα μεταξύ τους, έτσι ώστε οι οπτικοί τους άξονες να είναι κάθετοι. Επιπλέον, το υψηλό όριο ζημιάς των κρυσταλλικών πολωτών τους καθιστά ιδανικούς για εφαρμογές λέιζερ.
Polarizer Wollaston
Η εκτεταμένη σειρά πολωτών της Paralight Optics περιλαμβάνει πολωτικούς διαχωριστές δέσμης κύβων, υψηλών επιδόσεων δύο καναλιών PBS, διαχωριστές δέσμης πολωτικού κύβους υψηλής ισχύος, διαχωριστές δέσμης πόλωσης πλακών 56°, διαχωριστές δέσμης πόλωσης πλακών 45°, διαχωριστές δέσμης διχρωμίας φύλλων, πολωτικούς πολικούς φύλλων, Nanoparticlering, BioparticleRing, Taylor Polarizers, Glan Laser Polarizers, Glan Thompson Polarizers, Wollaston Polarizers, Rochon Polarizers), Variable Circular Polarizers, and Polarizing Beam Displacers / Combiners.
Laser Line Polarizer
Για πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με την οπτική πόλωσης ή για να λάβετε μια προσφορά, επικοινωνήστε μαζί μας.
