1 Polarisasi cahaya
Cahaya mempunyai tiga sifat dasar yaitu panjang gelombang, intensitas dan polarisasi. Panjang gelombang cahaya mudah dipahami, dengan mengambil contoh cahaya tampak umum, rentang panjang gelombangnya adalah 380~780nm. Intensitas cahaya juga mudah dipahami, dan kuat atau lemahnya suatu berkas cahaya dapat dicirikan oleh besar kecilnya kekuatannya. Sebaliknya, sifat polarisasi cahaya merupakan gambaran arah getaran vektor medan listrik cahaya, yang tidak dapat dilihat dan disentuh, sehingga biasanya tidak mudah untuk dipahami, namun pada kenyataannya sifat polarisasi cahaya juga sangat penting, dan memiliki berbagai penerapan dalam kehidupan, seperti layar kristal cair yang kita lihat setiap hari, teknologi polarisasi digunakan untuk mencapai tampilan warna dan penyesuaian kontras. Saat menonton film 3D di bioskop, kacamata 3D juga menerapkan polarisasi cahaya. Bagi mereka yang terlibat dalam pekerjaan optik, pemahaman penuh tentang polarisasi dan penerapannya dalam sistem optik praktis akan sangat membantu dalam mendorong keberhasilan produk dan proyek. Oleh karena itu, dari awal artikel ini, kami akan menggunakan uraian sederhana untuk memperkenalkan polarisasi cahaya, sehingga setiap orang memiliki pemahaman yang mendalam tentang polarisasi, dan penggunaan yang lebih baik dalam pekerjaan.
2 Pengetahuan dasar tentang polarisasi
Karena ada banyak konsep yang terlibat, kami akan membaginya menjadi beberapa ringkasan untuk memperkenalkannya langkah demi langkah.
2.1 Konsep polarisasi
Kita mengetahui bahwa cahaya merupakan salah satu jenis gelombang elektromagnetik, seperti terlihat pada gambar berikut, gelombang elektromagnetik terdiri dari medan listrik E dan medan magnet B yang saling tegak lurus. Kedua gelombang tersebut berosilasi pada arahnya masing-masing dan merambat secara horizontal sepanjang arah rambat Z.
Karena medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus, fasanya sama, dan arah rambatnya sama, maka polarisasi cahaya dijelaskan dengan menganalisis getaran medan listrik secara praktik.
Seperti terlihat pada gambar di bawah, vektor medan listrik E dapat diuraikan menjadi vektor Ex dan vektor Ey, dan yang disebut polarisasi adalah sebaran arah osilasi komponen medan listrik Ex dan Ey terhadap ruang dan waktu.
2.2 Beberapa keadaan polarisasi dasar
A. Polarisasi elips
Polarisasi elips adalah keadaan polarisasi paling dasar, di mana dua komponen medan listrik memiliki perbedaan fasa yang konstan (satu merambat lebih cepat, satu merambat lebih lambat), dan perbedaan fasa tidak sama dengan kelipatan bilangan bulat π/2, dan amplitudonya bisa menjadi sama atau berbeda. Jika dilihat sepanjang arah rambatnya, maka garis kontur lintasan titik akhir vektor medan listrik akan membentuk elips, seperti gambar di bawah ini:
B, polarisasi linier
Polarisasi linier merupakan bentuk khusus dari polarisasi elips, bila kedua komponen medan listrik tidak berbeda fasa, vektor medan listrik berosilasi pada bidang yang sama, jika dilihat sepanjang arah rambat, kontur lintasan titik akhir vektor medan listrik berbentuk garis lurus . Jika kedua komponen mempunyai amplitudo yang sama, ini adalah polarisasi linier 45 derajat yang ditunjukkan pada gambar di bawah.
C, polarisasi melingkar
Polarisasi melingkar juga merupakan bentuk khusus dari polarisasi elips, bila kedua komponen medan listrik mempunyai beda fasa 90 derajat dan amplitudo yang sama, sepanjang arah rambatnya lintasan titik akhir vektor medan listrik berbentuk lingkaran, seperti terlihat pada gambar. gambar berikut:
2.3 Klasifikasi polarisasi sumber cahaya
Cahaya yang dipancarkan langsung dari sumber cahaya biasa merupakan kumpulan cahaya terpolarisasi yang tidak beraturan, sehingga tidak dapat diketahui arah bias intensitas cahaya bila diamati secara langsung. Intensitas gelombang cahaya yang bergetar ke segala arah disebut cahaya alami, mempunyai perubahan keadaan polarisasi dan beda fasa secara acak, termasuk semua kemungkinan arah getaran yang tegak lurus dengan arah rambat gelombang cahaya, tidak menunjukkan polarisasi, termasuk dalam cahaya yang tidak terpolarisasi. Cahaya alami yang umum meliputi sinar matahari, cahaya dari bohlam rumah tangga, dan sebagainya.
Cahaya terpolarisasi penuh memiliki arah osilasi gelombang elektromagnetik yang stabil, dan kedua komponen medan listrik memiliki perbedaan fasa yang konstan, yang meliputi cahaya terpolarisasi linier, cahaya terpolarisasi elips, dan cahaya terpolarisasi melingkar yang disebutkan di atas.
Cahaya terpolarisasi sebagian mempunyai dua komponen yaitu cahaya alami dan cahaya terpolarisasi, seperti sinar laser yang sering kita gunakan, yang bukan merupakan cahaya terpolarisasi penuh atau cahaya tidak terpolarisasi, maka termasuk dalam cahaya terpolarisasi sebagian. Untuk mengukur proporsi cahaya terpolarisasi dalam intensitas cahaya total, konsep Derajat Polarisasi (DOP) diperkenalkan, yaitu rasio intensitas cahaya terpolarisasi terhadap intensitas cahaya total, berkisar antara 0 hingga 1,0 untuk tidak terpolarisasi. cahaya, 1 untuk cahaya terpolarisasi penuh. Selain itu, polarisasi linier (DOLP) adalah rasio intensitas cahaya terpolarisasi linier terhadap intensitas cahaya total, sedangkan polarisasi sirkular (DOCP) adalah rasio intensitas cahaya terpolarisasi sirkular terhadap intensitas cahaya total. Dalam kehidupan sehari-hari, lampu LED biasa memancarkan cahaya terpolarisasi sebagian.
2.4 Konversi antar keadaan polarisasi
Banyak elemen optik yang mempunyai efek pada polarisasi sinar, yang terkadang diharapkan oleh pengguna dan terkadang tidak diharapkan. Misalnya jika seberkas cahaya dipantulkan maka polarisasinya biasanya akan berubah, sedangkan jika cahaya alami dipantulkan melalui permukaan air maka akan menjadi cahaya terpolarisasi sebagian.
Selama berkas tidak dipantulkan atau melewati media polarisasi apa pun, keadaan polarisasinya tetap stabil. Jika Anda ingin mengubah status polarisasi berkas secara kuantitatif, Anda dapat menggunakan elemen optik polarisasi untuk melakukannya. Misalnya, pelat seperempat gelombang adalah elemen polarisasi umum, yang terbuat dari bahan kristal birefringent, dibagi menjadi arah sumbu cepat dan sumbu lambat, dan dapat menunda fase π/2 (90°) dari vektor medan listrik paralel ke sumbu lambat, sedangkan vektor medan listrik yang sejajar sumbu cepat tidak mempunyai tundaan, sehingga bila cahaya terpolarisasi linier menimpa pelat seperempat gelombang dengan sudut polarisasi 45 derajat, berkas cahaya yang melalui pelat gelombang menjadi cahaya terpolarisasi sirkular, seperti yang ditunjukkan pada diagram di bawah. Pertama, cahaya alami diubah menjadi cahaya terpolarisasi linier dengan polarizer linier, dan kemudian cahaya terpolarisasi linier melewati 1/4 panjang gelombang dan menjadi cahaya terpolarisasi sirkular, dan intensitas cahaya tidak berubah.
Demikian pula, ketika berkas merambat dalam arah yang berlawanan dan cahaya terpolarisasi sirkular mengenai pelat 1/4 pada sudut polarisasi 45 derajat, berkas yang lewat menjadi cahaya terpolarisasi linier.
Cahaya terpolarisasi linier dapat diubah menjadi cahaya tidak terpolarisasi dengan menggunakan bola integrasi yang disebutkan di artikel sebelumnya. Setelah cahaya terpolarisasi linier memasuki bola integrasi, cahaya tersebut dipantulkan beberapa kali ke dalam bola, dan getaran medan listriknya terganggu, sehingga ujung keluaran bola integrasi dapat memperoleh cahaya non-polarisasi.
Lampu 2,5 P, lampu S, dan Sudut Brewster
Baik lampu P maupun lampu S terpolarisasi linier, terpolarisasi dalam arah tegak lurus satu sama lain, dan berguna saat mempertimbangkan pemantulan dan pembiasan sinar. Seperti terlihat pada gambar di bawah, seberkas cahaya menyinari bidang datang, membentuk pemantulan dan pembiasan, dan bidang yang dibentuk oleh sinar datang dan garis normal didefinisikan sebagai bidang datang. Cahaya P (huruf pertama Paralel, artinya sejajar) adalah cahaya yang arah polarisasinya sejajar dengan bidang datang, dan cahaya S (huruf pertama Senkrecht, artinya vertikal) adalah cahaya yang arah polarisasinya tegak lurus bidang datang.
Dalam keadaan normal, ketika cahaya alami dipantulkan dan dibiaskan pada antarmuka dielektrik, cahaya yang dipantulkan dan cahaya yang dibiaskan adalah cahaya terpolarisasi sebagian, hanya ketika Sudut datang adalah Sudut tertentu, keadaan polarisasi cahaya yang dipantulkan sepenuhnya tegak lurus terhadap datangnya. polarisasi bidang S, keadaan polarisasi cahaya yang dibiaskan hampir sejajar dengan polarisasi bidang datang P, pada saat ini Sudut datang spesifik disebut Sudut Brewster. Ketika cahaya datang pada Sudut Brewster, cahaya yang dipantulkan dan cahaya yang dibiaskan saling tegak lurus. Dengan menggunakan sifat ini, cahaya terpolarisasi linier dapat dihasilkan.
3 Kesimpulan
Dalam tulisan ini kami memperkenalkan pengetahuan dasar tentang polarisasi optik, cahaya adalah gelombang elektromagnetik, dengan efek gelombang, polarisasi adalah getaran vektor medan listrik pada gelombang cahaya. Kami telah memperkenalkan tiga keadaan polarisasi dasar, polarisasi elips, polarisasi linier, dan polarisasi melingkar, yang sering digunakan dalam pekerjaan sehari-hari. Menurut tingkat polarisasi yang berbeda, sumber cahaya dapat dibagi menjadi cahaya non-terpolarisasi, cahaya terpolarisasi sebagian, dan cahaya terpolarisasi penuh, yang dalam praktiknya perlu dibedakan dan dibedakan. Menanggapi beberapa hal di atas.
Kontak:
Email:info@pliroptics.com ;
Telepon/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
Tambahkan: Gedung 1, No.1558, jalan intelijen, qingbaijiang, chengdu, sichuan, Cina
Waktu posting: 27 Mei-2024
