Оптикалық поляризация туралы негізгі білім

1 Жарықтың поляризациясы

Жарықтың үш негізгі қасиеті бар: толқын ұзындығы, қарқындылығы және поляризациясы.Жарықтың толқын ұзындығын түсіну оңай, жалпы көрінетін жарықты мысалға алсақ, толқын ұзындығы диапазоны 380~780нм.Жарықтың интенсивтілігін де түсіну оңай, жарық сәулесінің күшті немесе әлсіз екенін қуат өлшемімен сипаттауға болады.Керісінше, жарықтың поляризациялық сипаттамасы жарықтың электр өрісі векторының діріл бағытын сипаттайды, оны көруге және қолмен ұстауға болмайды, сондықтан оны түсіну әдетте оңай емес, алайда, шын мәнінде, жарықтың поляризациялық сипаттамасы Сондай-ақ өте маңызды және өмірде қолданудың кең ауқымы бар, мысалы, біз күнделікті көретін сұйық кристалды дисплей, поляризация технологиясы түсті дисплей мен контрастты реттеуге қол жеткізу үшін қолданылады.Кинотеатрда 3D фильмдерін көргенде, 3D көзілдірігі жарықтың поляризациясына да қолданылады.Оптикалық жұмыстармен айналысатындар үшін поляризацияны толық түсіну және оны практикалық оптикалық жүйелерде қолдану өнімдер мен жобалардың табыстылығын алға жылжытуда өте пайдалы болады.Сондықтан, осы мақаланың басынан бастап біз жарықтың поляризациясын енгізу үшін қарапайым сипаттаманы қолданамыз, осылайша әркім поляризацияны терең түсініп, жұмыста жақсырақ пайдалана алады.

2 Поляризация туралы негізгі білім

Көптеген ұғымдар бар болғандықтан, біз оларды кезең-кезеңімен енгізу үшін оларды бірнеше жиынтыққа бөлеміз.

2.1 Поляризация туралы түсінік

Жарық электромагниттік толқынның бір түрі екенін білеміз, келесі суретте көрсетілгендей электромагниттік толқын бір-біріне перпендикуляр Е электр өрісі мен В магнит өрісінен тұрады.Екі толқын өз бағыттары бойынша тербеледі және Z таралу бағыты бойынша көлденең таралады.

Өйткені электр өрісі мен магнит өрісі бір-біріне перпендикуляр, фазасы бірдей, таралу бағыты да бірдей, сондықтан жарықтың поляризациясы электр өрісінің тербелісін тәжірибеде талдай отырып сипатталады.

Төмендегі суретте көрсетілгендей, электр өрісінің Е векторын Ex векторы мен Ey векторына ыдыратуға болады, ал поляризация деп аталатын нәрсе электр өрісінің Ex және Ey компоненттерінің тербеліс бағытының уақыт пен кеңістікте таралуы болып табылады.

2.2 Бірнеше негізгі поляризация күйлері

A. Эллиптикалық поляризация

Эллиптикалық поляризация – ең негізгі поляризация күйі, онда екі электр өрісінің құрамдас бөліктерінің тұрақты фазалар айырымы болады (біреуі жылдамырақ таралады, біреуі баяу таралады) және фазалар айырымы π/2 бүтін еселігіне тең емес және амплитудасы мүмкін. бірдей немесе әртүрлі болуы.Егер таралу бағыты бойынша қарасаңыз, электр өрісі векторының соңғы нүкте траекториясының контур сызығы төменде көрсетілгендей эллипс салады:

B, сызықтық поляризация

Сызықтық поляризация эллиптикалық поляризацияның ерекше түрі болып табылады, электр өрісінің екі құрамдас бөлігі фазалар айырмасы болмаған кезде электр өрісінің векторы бір жазықтықта тербеледі, егер таралу бағыты бойынша қарасақ, электр өрісінің векторының соңғы нүктесі траектория контуры түзу сызық болып табылады. .Егер екі компонент бірдей амплитудаға ие болса, бұл төмендегі суретте көрсетілген 45 градустық сызықтық поляризация.

C, дөңгелек поляризация

Дөңгелек поляризация да эллиптикалық поляризацияның ерекше түрі болып табылады, егер екі электр өрісінің құрамдас бөліктері 90 градус фазалық айырмашылыққа және бірдей амплитудаға ие болса, таралу бағыты бойынша электр өрісі векторының соңғы нүктесі траекториясы шеңбер болып табылады. келесі сурет:

2.3 Жарық көзінің поляризациялық классификациясы

Кәдімгі жарық көзінен тікелей шығарылатын жарық сансыз поляризацияланған жарықтың тұрақты емес жиынтығы болып табылады, сондықтан тікелей бақылау кезінде жарық интенсивтілігі қай бағытта ығысатынын табу мүмкін емес.Барлық бағытта тербелетін жарық толқынының қарқындылығының бұл түрі табиғи жарық деп аталады, ол поляризация күйі мен фазалар айырмашылығының кездейсоқ өзгеруіне ие, жарық толқынының таралу бағытына перпендикуляр барлық ықтимал тербеліс бағыттарын қосады, поляризацияны көрсетпейді, поляризацияланбаған жарық.Жалпы табиғи жарыққа күн сәулесі, тұрмыстық шамдардың жарығы және т.б.

Толық поляризацияланған жарық тұрақты электромагниттік толқынның тербеліс бағытына ие, ал электр өрісінің екі құрамдас бөлігі тұрақты фазалық айырмашылыққа ие, оған жоғарыда аталған сызықтық поляризацияланған жарық, эллипстік поляризацияланған жарық және дөңгелек поляризацияланған жарық кіреді.

Жартылай поляризацияланған жарықта табиғи жарық пен поляризацияланған жарықтың екі құрамдас бөлігі бар, мысалы, біз жиі қолданатын лазер сәулесі, ол толық поляризацияланған жарық емес, поляризацияланбаған жарық емес, онда ол жартылай поляризацияланған жарыққа жатады.Жарықтың жалпы интенсивтілігіндегі поляризацияланған жарық үлесін сандық түрде анықтау үшін поляризацияланған жарық интенсивтілігінің поляризацияланбаған үшін 0-ден 1,0-ге дейінгі жалпы жарық интенсивтілігіне қатынасы болып табылатын Поляризация дәрежесі (DOP) түсінігі енгізілген. жарық, 1 толық поляризацияланған жарық үшін.Сонымен қатар, сызықтық поляризация (DOLP) сызықтық поляризацияланған жарық қарқындылығының жалпы жарық қарқындылығына қатынасы, ал айналмалы поляризация (DOCP) - дөңгелек поляризацияланған жарық қарқындылығының жалпы жарық қарқындылығына қатынасы.Өмірде жалпы жарықдиодты шамдар жартылай поляризацияланған жарық шығарады.

2.4 Поляризация күйлері арасындағы түрлендіру

Көптеген оптикалық элементтер сәуленің поляризациясына әсер етеді, оны кейде пайдаланушы күтеді, ал кейде күтпейді.Мысалы, егер жарық шоғы шағылса, оның поляризациясы әдетте өзгереді, су беті арқылы шағылған табиғи жарық жағдайында ол жартылай поляризацияланған жарыққа айналады.

Сәуле шағылыспайды немесе кез келген поляризациялық ортадан өтпейінше, оның поляризация күйі тұрақты болып қалады.Егер сәуленің поляризация күйін сандық түрде өзгерткіңіз келсе, ол үшін поляризацияның оптикалық элементін пайдалануға болады.Мысалы, ширек толқынды пластина – қос сынғыш кристалды материалдан жасалған, жылдам ось және баяу ось бағыттарына бөлінген және электр өрісінің параллель векторының π/2 (90°) фазасын кешіктіре алатын жалпы поляризация элементі. баяу оське, ал жылдам оське параллель электр өрісінің векторында кідіріс болмайды, сондықтан сызықты поляризацияланған жарық ширек толқындық пластинаға поляризация бұрышы 45 градусқа түскенде, толқын пластинасынан өтетін жарық шоғы болады. төмендегі диаграммада көрсетілгендей дөңгелек поляризацияланған жарық.Біріншіден, табиғи жарық сызықтық поляризатормен сызықты поляризацияланған жарыққа өзгереді, содан кейін сызықтық поляризацияланған жарық толқын ұзындығының 1/4 бөлігінен өтіп, дөңгелек поляризацияланған жарыққа айналады, ал жарық қарқындылығы өзгермейді.

Сол сияқты, сәуле қарама-қарсы бағытта қозғалғанда және айналмалы поляризацияланған жарық 45 градус поляризация бұрышында 1/4 пластинаға түскенде, өтетін сәуле сызықты поляризацияланған жарыққа айналады.

Сызықтық поляризацияланған жарықты алдыңғы мақалада айтылған интеграциялық сфераны пайдалану арқылы поляризацияланбаған жарыққа өзгертуге болады.Сызықтық поляризацияланған жарық интегралдаушы сфераға түскеннен кейін, ол сферада бірнеше рет шағылысып, электр өрісінің тербелісі бұзылады, осылайша интегралдаушы сфераның шығыс ұшы поляризацияланбаған жарық ала алады.

2,5 P шамы, S шамы және Брюстер бұрышы

Р-жарық пен S-жарық сызықты поляризацияланған, бір-біріне перпендикуляр бағытта поляризацияланған және олар сәуленің шағылысуын және сынуын қарастырғанда пайдалы.Төмендегі суретте көрсетілгендей, түскен жазықтықта шағылысу мен сынуды құрайтын жарық шоғы жарқырайды, ал түскен сәуле мен нормаль түзетін жазықтық түскен жазықтық ретінде анықталады.Р жарығы (параллельдің бірінші әрпі, параллельді білдіреді) - поляризация бағыты түсу жазықтығына параллель болатын жарық, ал S сәулесі (сенкрехттің бірінші әрпі, тік дегенді білдіреді) - поляризация бағыты түсу жазықтығына перпендикуляр болатын жарық.

Қалыпты жағдайда, табиғи жарық диэлектриктік интерфейсте шағылған және сынған кезде, шағылған жарық пен сынған жарық жартылай поляризацияланған жарық болып табылады, тек түсу бұрышы белгілі бір бұрыш болған кезде, шағылған жарықтың поляризация күйі түскенге толығымен перпендикуляр болады. жазық S поляризациясы, сынған жарықтың поляризация күйі түскен P поляризация жазықтығына дерлік параллель болады, бұл кезде меншікті түсу бұрышы Брюстер бұрышы деп аталады.Жарық Брюстер бұрышына түскенде, шағылған жарық пен сынған жарық бір-біріне перпендикуляр болады.Бұл қасиетті пайдалана отырып, сызықты поляризацияланған жарықты алуға болады.

3 Қорытынды

Бұл жұмыста біз оптикалық поляризация туралы негізгі білімді енгіземіз, жарық электромагниттік толқын, толқындық эффекті бар поляризация - жарық толқынындағы электр өрісі векторының тербелісі.Біз күнделікті жұмыста жиі қолданылатын үш негізгі поляризация күйін, эллиптикалық поляризацияны, сызықтық поляризацияны және дөңгелек поляризацияны енгіздік.Поляризацияның әртүрлі дәрежесі бойынша жарық көзін поляризацияланбаған жарық, ішінара поляризацияланған және толық поляризацияланған жарық деп бөлуге болады, оларды практикада ажыратып, ажыратуды қажет етеді.Жоғарыда айтылғандарға жауап ретінде.

Байланыс:

Email:info@pliroptics.com ;

Телефон/Whatsapp/Wechat:86 19013265659

желі:www.pliroptics.com

Қосу: 1-ғимарат, №1558, барлау жолы, Цинбайцзян, Чэнду, Сычуань, Қытай