Ülevaade
Polarisatsioonioptikat kasutatakse langeva kiirguse polarisatsiooni oleku muutmiseks. Meie polarisatsioonioptika sisaldab polarisaatoreid, laineplaate/aeglustit, depolarisaatoreid, faraday rotaatoreid ja optilisi isolaatoreid UV-, nähtava- või infrapunaspektrivahemikus.
1064 nm Faraday Rotator
Vaba ruumi isolaator
Suure võimsusega Nd-YAG polarisaator
Optiline disain keskendub sageli valguse lainepikkusele ja intensiivsusele, jättes tähelepanuta selle polarisatsiooni. Polarisatsioon on aga valguse kui laine oluline omadus. Valgus on elektromagnetlaine ja selle laine elektriväli võngub levimissuunaga risti. Polarisatsiooni olek kirjeldab laine võnkumise orientatsiooni levimissuuna suhtes. Valgust nimetatakse polariseerimata, kui selle elektrivälja suund kõigub ajas juhuslikult. Kui valguse elektrivälja suund on täpselt määratletud, nimetatakse seda polariseeritud valguseks. Kõige tavalisem polariseeritud valguse allikas on laser. Sõltuvalt elektrivälja orientatsioonist liigitame polariseeritud valguse kolme tüüpi polarisatsiooniks:
★Lineaarne polarisatsioon: võnkumine ja levimine on ühel tasapinnal.Thelineaarselt polariseeritud valguse elektriväli ckoosneb kahest risti asetsevast, võrdse amplituudiga, lineaarsest komponendid, millel pole faasierinevust.Saadud valguse elektriväli piirdub levimissuunas ühe tasapinnaga.
★ Ringpolarisatsioon: valguse suund muutub aja jooksul spiraalselt. Valguse elektriväli koosneb kahest lineaarsest komponendist, mis on üksteisega risti, amplituudilt võrdsed, kuid mille faaside erinevus on π/2. Tekkiv valguse elektriväli pöörleb ringjooneliselt ümber levimissuuna.
★Elliptiline polarisatsioon: elliptiliselt polariseeritud valguse elektriväli kirjeldab ellipsi, võrrelduna ringikujulise polarisatsiooniga. Seda elektrivälja võib pidada kahe erineva amplituudiga lineaarse komponendi kombinatsiooniks ja/või faasierinevus, mis ei ole π/2. See on polariseeritud valguse kõige üldisem kirjeldus ning ringikujulist ja lineaarset polariseeritud valgust võib vaadelda elliptiliselt polariseeritud valguse erijuhtudena.
Kaht ortogonaalset lineaarset polarisatsiooni olekut nimetatakse sageli "S" ja "P",nadon määratletud nende suhtelise orientatsiooni järgi langemistasandi suhtes.P-polariseeritud valgusselle tasapinnaga paralleelselt võnkuv on "P", samas kui s-polariseeritud valgus, mille elektriväli on polariseeritud selle tasapinnaga risti, on "S".Polarisaatoridon peamised optilised elemendid teie polarisatsiooni juhtimiseks, soovitud polarisatsiooni oleku edastamiseks, peegeldades, neelades või kõrvalekaldudes ülejäänud osa. Polarisaatoritüüpe on lai valik, millest igaühel on oma eelised ja puudused. Et aidata teil valida oma rakenduse jaoks parimat polarisaatorit, arutame polarisaatori spetsifikatsioone ja polarisaatorite valiku juhendit.
P ja S pol. on määratletud nende suhtelise orientatsiooni järgi langemistasandi suhtes
Polarisaatori spetsifikatsioonid
Polarisaatorid on määratletud mõne põhiparameetriga, millest mõned on polarisatsioonioptikale omased. Kõige olulisemad parameetrid on:
⊙Transmissioon: see väärtus viitab kas lineaarselt polariseeritud valguse edastamisele polarisatsioonitelje suunas või polariseerimata valguse edastamisele läbi polarisaatori. Paralleelülekanne on polariseerimata valguse ülekanne läbi kahe polarisatsioonitelje, mille polarisatsiooniteljed on paralleelselt joondatud, samas kui ristülekanne on polariseerimata valguse edastamine läbi kahe polarisatsiooniteljega polarisatsioonitelje. Ideaalsete polarisaatorite puhul on lineaarselt polariseeritud valguse polarisatsiooniteljega paralleelne läbilaskvus 100%, paralleelne läbilaskvus 50% ja ristläbilaskvus 0%. Polariseerimata valgust võib pidada p- ja s-polariseeritud valguse kiirelt muutuvaks juhuslikuks kombinatsiooniks. Ideaalne lineaarne polarisaator edastab ainult ühte kahest lineaarsest polarisatsioonist, vähendades esialgset polariseerimata intensiivsust I0poole võrra, stI=I0/2,seega on paralleelläbilaskvus (polariseerimata valguse puhul) 50%. Lineaarselt polariseeritud valguse jaoks intensiivsusega I0, ideaalse polarisaatori I kaudu edastatavat intensiivsust saab kirjeldada Maluse seadusega, stI=I0cos2Økus θ on langeva lineaarse polarisatsiooni ja polarisatsioonitelje vaheline nurk. Näeme, et paralleeltelgede puhul saavutatakse 100% ülekanne, samas kui 90° telgede puhul, mida tuntakse ka ristpolarisaatoritena, on ülekanne 0%, seega on ristülekanne 0%. Kuid reaalsetes rakendustes ei saa ülekanne kunagi olla täpselt 0%, seetõttu iseloomustab polarisaatoreid allpool kirjeldatud väljasuremissuhe, mida saab kasutada tegeliku ülekande määramiseks kahe ristuva polarisaatori kaudu.
⊙Ekstinktsioonisuhe ja polarisatsiooniaste: Lineaarse polarisaatori polariseerivad omadused määratakse tavaliselt polarisatsiooniastme või polarisatsioonitõhususe järgi, st P=(T1-T2)/(T1+T2) ja selle ekstinktsioonisuhe, st ρp=T2/T1kus lineaarselt polariseeritud valguse peamised läbilaskvustegurid läbi polarisaatori on T1 ja T2. T1 on maksimaalne ülekanne läbi polarisaatori ja toimub siis, kui polarisaatori ülekandetelg on paralleelne langeva lineaarselt polariseeritud kiire polarisatsiooniga; T2 on minimaalne ülekanne läbi polarisaatori ja see tekib siis, kui polarisaatori ülekandetelg on risti langeva lineaarselt polariseeritud kiire polarisatsiooniga.
Lineaarse polarisaatori väljasuremisvõimet väljendatakse sageli kui 1 / ρp : 1. See parameeter ulatub vähem kui 100:1 (see tähendab, et teil on P-polariseeritud valguse läbilaskvus 100 korda suurem kui S-polariseeritud valguse puhul) ökonoomse lehtpolarisaatori puhul kuni 10-ni.6:1 kvaliteetsete kaksikmurduvate kristalsete polarisaatorite jaoks. Ekstinktsioonisuhe varieerub tavaliselt sõltuvalt lainepikkusest ja langemisnurgast ning seda tuleb konkreetse rakenduse puhul hinnata koos muude teguritega, nagu maksumus, suurus ja polariseeritud ülekanne. Lisaks ekstinktsioonisuhtele saame mõõta polarisaatori jõudlust, iseloomustades efektiivsust. Polarisatsioonitõhususe astet nimetatakse "kontrastiks", seda suhet kasutatakse tavaliselt vähese valgusega rakenduste puhul, kus intensiivsuse kadu on kriitilise tähtsusega.
⊙Aktsepteerimisnurk: vastuvõtunurk on suurim kõrvalekalle kavandatud langemisnurgast, mille juures polarisaator ikkagi töötab spetsifikatsioonide piires. Enamik polarisaatoreid on loodud töötama 0° või 45° langemisnurga või Brewsteri nurga all. Vastuvõtunurk on joondamise jaoks oluline, kuid see on eriti oluline kollimeerimata taladega töötamisel. Traatvõrgul ja dikroonsetel polarisaatoritel on suurimad vastuvõtunurgad, kuni täieliku vastuvõtunurgani peaaegu 90°.
⊙Ehitus: polarisaatorid on erineva kuju ja kujundusega. Õhukese kile polarisaatorid on optiliste filtritega sarnased õhukesed kiled. Polariseerivate plaatide kiirjaoturid on õhukesed lamedad plaadid, mis on asetatud kiire suhtes nurga all. Polariseeriva kuubi kiirjaoturid koosnevad kahest täisnurga prismast, mis on hüpotenuusile kokku monteeritud.
Kahemurdavad polarisaatorid koosnevad kahest kokku monteeritud kristalsest prismast, kus prismade nurga määrab konkreetne polarisaatori konstruktsioon.
⊙Selge ava: läbipaistev ava piirab tavaliselt kaksikmurduvaid polarisaatoreid, kuna optiliselt puhaste kristallide olemasolu piirab nende polarisaatorite suurust. Dikroonsetel polarisaatoritel on suurimad saadaolevad läbipaistvad avad, kuna nende valmistamine sobib suuremate mõõtmetega.
⊙Optilise tee pikkus: pikkusvalgus peab liikuma läbi polarisaatori. Dispersiooni, kahjustuslävede ja ruumipiirangute jaoks olulised optilise tee pikkused võivad kaksikmurduvate polarisaatorite puhul olla olulised, kuid dikroonsetes polarisaatorites on need tavaliselt lühikesed.
⊙Kahjustuste lävi: laseri kahjustuse lävi määratakse kasutatava materjali ja polarisaatori disaini järgi, kusjuures kaksikmurduvatel polarisaatoritel on tavaliselt kõrgeim kahjustuslävi. Tsement on sageli laserkahjustuste suhtes kõige vastuvõtlikum element, mistõttu on optiliselt kontaktis kiirjagajatel või õhuvahega kahemurduvatel polarisaatoritel suurem kahjulävi.
Polarisaatori valimise juhend
Polarisaatoreid on mitut tüüpi, sealhulgas dikroilised, kuubikud, traatvõrgud ja kristalsed. Ükski polarisaatoritüüp pole ideaalne iga rakenduse jaoks, igal neist on oma unikaalsed tugevused ja nõrkused.
Dikroonsed polarisaatorid edastavad teatud polarisatsioonioleku, blokeerides samal ajal kõik teised. Tüüpiline konstruktsioon koosneb ühest kaetud substraadist või polümeersest dikroolisest kilest, mis on kokku pandud kahe klaasplaadiga. Kui loomulik kiir kandub läbi dikroilise materjali, neeldub üks kiirte ortogonaalpolarisatsioonikomponent tugevalt ja teine kustub nõrga neeldumisega. Niisiis saab dikrootilisi lehtpolarisaatoreid kasutada juhuslikult polariseeritud kiire teisendamiseks lineaarselt polariseeritud kiireks. Võrreldes polariseerivate prismadega pakub dikroonne lehtpolarisaator palju suuremat suurust ja vastuvõetavat nurka. Kuigi näete kõrget väljasuremise ja kulu suhet, piirab konstruktsioon suure võimsusega laserite või kõrgete temperatuuride kasutamist. Dikrootilisi polarisaatoreid on saadaval mitmesugustes vormides, alates odavast lamineeritud kilest kuni täpsete suure kontrastsusega polarisaatoriteni.
Dikroonsed polarisaatorid neelavad soovimatu polarisatsiooni oleku
Polariseeriva kuubikiire jagajad valmistatakse kahe täisnurga prisma ühendamisel kaetud hüpotenuusiga. Polariseeriv kate on tavaliselt valmistatud vahelduvatest kõrge ja madala indeksiga materjalide kihtidest, mis peegeldavad S polariseeritud valgust ja lasevad läbi P. Tulemuseks on kaks risti asetsevat kiirt, mida on lihtne paigaldada ja joondada. Polariseerivad katted peavad tavaliselt vastu suurele võimsustihedusele, kuid kuubikute tsementeerimiseks kasutatavad liimid võivad ebaõnnestuda. Selle rikkerežiimi saab optilise kontakti abil kõrvaldada. Kui tavaliselt näeme edastatava kiire puhul suurt kontrasti, on peegeldunud kontrast tavaliselt madalam.
Traatvõre polarisaatoritel on klaassubstraadil mikroskoopiliste juhtmete rida, mis edastavad selektiivselt P-polariseeritud valgust ja peegeldavad S-polariseeritud valgust. Mehaanilise olemuse tõttu on traatvõrgu polarisaatoritel lainepikkusriba, mida piirab ainult substraadi ülekanne, muutes need ideaalseks lairibarakenduste jaoks, mis nõuavad suure kontrastsusega polarisatsiooni.
Edastatakse metalljuhtmetega risti polarisatsioon
Kristalliline polarisaator edastab soovitud polarisatsiooni ja muudab ülejäänud osa kõrvale, kasutades oma kristalsete materjalide kaksikmurduvaid omadusi
Kristallilised polarisaatorid kasutavad sissetuleva valguse polarisatsiooni oleku muutmiseks substraadi kaksikmurdvaid omadusi. Kahtmurduvatel materjalidel on erinevas orientatsioonis polariseeritud valguse murdumisnäitajad veidi erinevad, mistõttu erinevad polarisatsiooniolekud liiguvad läbi materjali erineva kiirusega.
Wollastoni polarisaatorid on teatud tüüpi kristalsed polarisaatorid, mis koosnevad kahest kaksikmurdvast täisnurga prismast, mis on omavahel ühendatud nii, et nende optilised teljed on risti. Lisaks muudab kristalsete polarisaatorite kõrge kahjustuslävi need ideaalseks laserrakenduste jaoks.
Wollastoni polarisaator
Paralight Optika ulatuslik polarisaatorite rivistus hõlmab polariseerivaid kuubikulakid, suure jõudlusega kahe kanaliga PBS, suure võimsusega polariseerivad kuubikiired, 56 ° polariseerivad plaaditalad, 45 ° polariseerivad plaaditalad, kristallid, dikroiline leht polarisart, nanopaarikaarid, nanoparteerivad polariseadrid Taylori polarisaatorid, Glani laserpolarisaatorid, Glan Thompsoni polarisaatorid, Wollastoni polarisaatorid, Rochoni polarisaatorid), muutuva tsirkulaarse polarisaatoriga ja polariseeriva kiirga nihutajad/kombinaatorid.
Laserliini polarisaatorid
Polarisatsioonioptika kohta täpsema teabe saamiseks või hinnapakkumise saamiseks võtke meiega ühendust.
