ຄວາມຮູ້ພື້ນຖານຂອງ optical polarization

1 Polarization ຂອງແສງ

 

ແສງ​ມີ​ສາມ​ຄຸນ​ສົມ​ບັດ​ຂັ້ນ​ພື້ນ​ຖານ​, ຄື wavelength​, ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ແຂງ​ແລະ polarization​. ຄວາມ​ຍາວ​ຂອງ​ແສງ​ແມ່ນ​ງ່າຍ​ທີ່​ຈະ​ເຂົ້າ​ໃຈ​, ເອົາ​ແສງ​ສະ​ຫວ່າງ​ທີ່​ສັງ​ເກດ​ເຫັນ​ທົ່ວ​ໄປ​ເປັນ​ຕົວ​ຢ່າງ​, ລະ​ດັບ​ຄວາມ​ຍາວ​ຂອງ​ແສງ​ແມ່ນ 380 ~ 780nm​. ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງແມ່ນຍັງເຂົ້າໃຈງ່າຍ, ແລະບໍ່ວ່າຈະເປັນ beam ຂອງແສງສະຫວ່າງທີ່ເຂັ້ມແຂງຫຼືອ່ອນແອສາມາດສະແດງໂດຍຂະຫນາດຂອງພະລັງງານ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ລັກສະນະຂົ້ວຂອງແສງສະຫວ່າງແມ່ນຄໍາອະທິບາຍກ່ຽວກັບທິດທາງການສັ່ນສະເທືອນຂອງ vector ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຂອງແສງສະຫວ່າງ, ເຊິ່ງບໍ່ສາມາດເບິ່ງເຫັນແລະສໍາຜັດໄດ້, ດັ່ງນັ້ນມັນມັກຈະບໍ່ເຂົ້າໃຈງ່າຍ, ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ລັກສະນະຂອງແສງສະຫວ່າງ polarization. ຍັງມີຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍ, ແລະມີຫຼາຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນຊີວິດ, ເຊັ່ນ: ຈໍສະແດງຜົນໄປເຊຍກັນຂອງແຫຼວທີ່ພວກເຮົາເຫັນທຸກໆມື້, ເຕັກໂນໂລຊີ polarization ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອບັນລຸການສະແດງສີແລະການປັບຄວາມຄົມຊັດ. ເມື່ອເບິ່ງຮູບເງົາ 3 ມິຕິຢູ່ໃນໂຮງຮູບເງົາ, ແວ່ນຕາ 3 ມິຕິຍັງຖືກນໍາໃຊ້ກັບຂົ້ວຂອງແສງສະຫວ່າງ. ສໍາລັບຜູ້ທີ່ມີສ່ວນຮ່ວມໃນການເຮັດວຽກ optical, ຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງເຕັມທີ່ຂອງ polarization ແລະການນໍາໃຊ້ຂອງຕົນໃນລະບົບ optical ປະຕິບັດຈະເປັນປະໂຫຍດຫຼາຍໃນການສົ່ງເສີມຜົນສໍາເລັດຂອງຜະລິດຕະພັນແລະໂຄງການ. ດັ່ງນັ້ນ, ໃນຕອນເລີ່ມຕົ້ນຂອງບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາຈະນໍາໃຊ້ຄໍາອະທິບາຍແບບງ່າຍໆເພື່ອແນະນໍາ Polarization ຂອງແສງ, ເພື່ອໃຫ້ທຸກຄົນມີຄວາມເຂົ້າໃຈເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບ Polarization, ແລະນໍາໃຊ້ເຂົ້າໃນວຽກງານທີ່ດີກວ່າ.

2 ຄວາມຮູ້ພື້ນຖານຂອງ Polarization

 

ເນື່ອງຈາກວ່າມີຫຼາຍແນວຄວາມຄິດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ, ພວກເຮົາຈະແບ່ງອອກເປັນບົດສະຫຼຸບຫຼາຍເພື່ອແນະນໍາພວກເຂົາເທື່ອລະກ້າວ.

2.1 ແນວຄວາມຄິດຂອງ Polarization

 

ພວກເຮົາຮູ້ວ່າແສງສະຫວ່າງແມ່ນປະເພດຂອງຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຕໍ່ໄປນີ້, ຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າປະກອບດ້ວຍສະຫນາມໄຟຟ້າ E ແລະພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ B, ເຊິ່ງຕັ້ງສາກກັບກັນແລະກັນ. ທັງສອງຄື້ນສັ່ນສະເທືອນໄປໃນທິດທາງຂອງພວກມັນ ແລະຂະຫຍາຍພັນຕາມແນວນອນຕາມທິດທາງການຂະຫຍາຍພັນ Z.

ຄວາມຮູ້ພື້ນຖານ 1

ເນື່ອງຈາກວ່າພາກສະຫນາມໄຟຟ້າແລະສະຫນາມແມ່ເຫຼັກແມ່ນ perpendicular ກັບກັນແລະກັນ, ໄລຍະແມ່ນຄືກັນ, ແລະທິດທາງຂອງການຂະຫຍາຍພັນແມ່ນຄືກັນ, ດັ່ງນັ້ນ polarization ຂອງແສງສະຫວ່າງໄດ້ຖືກອະທິບາຍໂດຍການວິເຄາະການສັ່ນສະເທືອນຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າໃນພາກປະຕິບັດ.

ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້, vector E ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າສາມາດ decomposed ເປັນ Ex vector ແລະ Ey vector, ແລະອັນທີ່ເອີ້ນວ່າ polarization ແມ່ນການແຜ່ກະຈາຍຂອງທິດທາງ oscillation ຂອງອົງປະກອບພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ Ex ແລະ Ey ໃນໄລຍະເວລາແລະຊ່ອງ.

ຄວາມຮູ້ພື້ນຖານ 2

2.2 ລັດ polarization ພື້ນຖານຫຼາຍອັນ

A. ຂົ້ວເປັນຮູບຮີ

Polarization ເປັນຮູບຮີແມ່ນລັດ polarization ພື້ນຖານທີ່ສຸດ, ໃນສອງອົງປະກອບພາກສະຫນາມໄຟຟ້າມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນໄລຍະຄົງທີ່ (ຫນຶ່ງຂະຫຍາຍພັນໄວ, ຫນຶ່ງຂະຫຍາຍພັນຊ້າກວ່າ), ແລະຄວາມແຕກຕ່າງກັນໄລຍະບໍ່ເທົ່າກັບຄູນ integer ຂອງ π / 2, ແລະຄວາມກວ້າງຂວາງສາມາດ. ຈະຄືກັນຫຼືແຕກຕ່າງກັນ. ຖ້າທ່ານເບິ່ງຕາມທິດທາງຂອງການຂະຫຍາຍພັນ, ເສັ້ນ contour ຂອງ trajectory ຈຸດສິ້ນສຸດຂອງ vector ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຈະແຕ້ມເປັນຮູບຮີ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຂ້າງລຸ່ມນີ້:

 ຄວາມຮູ້ພື້ນຖານ 3

B, polarization ເສັ້ນ

Linear polarization ເປັນຮູບແບບພິເສດຂອງ polarization ຮູບສ້ວຍ, ໃນເວລາທີ່ທັງສອງອົງປະກອບພາກສະຫນາມໄຟຟ້າບໍ່ມີໄລຍະຄວາມແຕກຕ່າງ, vector ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ oscillates ໃນຍົນດຽວກັນ, ຖ້າເບິ່ງຕາມທິດທາງຂອງການຂະຫຍາຍພັນ, ເສັ້ນໂຄ້ງ vector endpoint trajectory contour ເປັນເສັ້ນຊື່. . ຖ້າທັງສອງອົງປະກອບມີຄວາມກວ້າງດຽວກັນ, ນີ້ແມ່ນ polarization ເສັ້ນ 45 ອົງສາທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້.

 ຄວາມຮູ້ພື້ນຖານ 4

C, ວົງມົນ Polarization

Polarization Circular ຍັງເປັນຮູບແບບພິເສດຂອງ polarization ຮູບສ້ວຍ, ໃນເວລາທີ່ທັງສອງອົງປະກອບພາກສະຫນາມໄຟຟ້າມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນໄລຍະ 90 ອົງສາແລະຄວາມກວ້າງດຽວກັນ, ຕາມທິດທາງຂອງການຂະຫຍາຍພັນ, trajectory ຈຸດສິ້ນສຸດຂອງ vector ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າເປັນວົງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນ. ຮູບ​ພາບ​ດັ່ງ​ຕໍ່​ໄປ​ນີ້​:

 ຄວາມຮູ້ພື້ນຖານ 5

2.3 ການຈັດປະເພດ Polarization ຂອງແຫຼ່ງແສງ

ແສງສະຫວ່າງທີ່ປ່ອຍອອກມາໂດຍກົງຈາກແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງທໍາມະດາແມ່ນເປັນຊຸດທີ່ບໍ່ສະຫມໍ່າສະເຫມີຂອງແສງສະຫວ່າງຂົ້ວໂລກທີ່ນັບບໍ່ຖ້ວນ, ດັ່ງນັ້ນມັນບໍ່ສາມາດພົບໄດ້ວ່າຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງສະຫວ່າງມີຄວາມລໍາອຽງໃນທິດທາງໃດເມື່ອສັງເກດເຫັນໂດຍກົງ. ປະເພດຂອງຄວາມເຂັ້ມຂອງຄື້ນແສງສະຫວ່າງທີ່ສັ່ນສະເທືອນໃນທຸກທິດທາງແມ່ນເອີ້ນວ່າແສງສະຫວ່າງທໍາມະຊາດ, ມັນມີການປ່ຽນແປງຢ່າງສຸ່ມຂອງສະຖານະ polarization ແລະຄວາມແຕກຕ່າງໄລຍະ, ລວມທັງທິດທາງການສັ່ນສະເທືອນທີ່ເປັນໄປໄດ້ perpendicular ກັບທິດທາງຂອງການຂະຫຍາຍພັນຂອງຄື້ນແສງສະຫວ່າງ, ບໍ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນ polarization, ເປັນຂອງ. ແສງບໍ່ຂົ້ວ. ແສງສະຫວ່າງທໍາມະຊາດທົ່ວໄປປະກອບມີແສງແດດ, ແສງສະຫວ່າງຈາກຫລອດໄຟໃນຄົວເຮືອນ, ແລະອື່ນໆ.

ແສງສະຫວ່າງຂົ້ວໂລກຢ່າງເຕັມສ່ວນມີທິດທາງ oscillation ຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ແລະທັງສອງອົງປະກອບຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນໄລຍະຄົງທີ່, ເຊິ່ງປະກອບມີແສງສະຫວ່າງຂົ້ວເສັ້ນທີ່ໄດ້ກ່າວມາຂ້າງເທິງ, ແສງສະຫວ່າງ polarized ເປັນຮູບໄຂ່ແລະແສງ polarized ວົງ.

ແສງຂົ້ວໂລກບາງສ່ວນມີສອງອົງປະກອບຂອງແສງທໍາມະຊາດ ແລະແສງຂົ້ວ, ເຊັ່ນ: ແສງເລເຊີທີ່ພວກເຮົາມັກໃຊ້, ເຊິ່ງບໍ່ແມ່ນແສງຂົ້ວໂລກເຕັມສ່ວນ ຫຼື ແສງບໍ່ຂົ້ວ, ຫຼັງຈາກນັ້ນມັນຈະເປັນແສງຂົ້ວບາງສ່ວນ. ເພື່ອປະເມີນອັດຕາສ່ວນຂອງແສງຂົ້ວໂລກໃນຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງທັງໝົດ, ແນວຄວາມຄິດຂອງ Degree of Polarization (DOP) ໄດ້ຖືກນໍາສະເໜີ, ເຊິ່ງເປັນອັດຕາສ່ວນຂອງຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງຂົ້ວໂລກກັບຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງທັງໝົດ, ຕັ້ງແຕ່ 0 ຫາ 1,0 ສໍາລັບ unpolarized. ແສງສະຫວ່າງ, 1 ສໍາລັບແສງສະຫວ່າງ polarized ຢ່າງເຕັມສ່ວນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເສັ້ນຂົ້ວເສັ້ນ (DOLP) ແມ່ນອັດຕາສ່ວນຂອງຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງຂົ້ວເສັ້ນຕໍ່ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງທັງໝົດ, ໃນຂະນະທີ່ການຂົ້ວວົງກົມ (DOCP) ແມ່ນອັດຕາສ່ວນຂອງຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງຂົ້ວໂລກຕໍ່ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງທັງໝົດ. ໃນຊີວິດ, ໄຟ LED ທົ່ວໄປປ່ອຍແສງ Polarized ບາງສ່ວນ.

2.4 ການປ່ຽນລະຫວ່າງລັດຂົ້ວໂລກ

ອົງປະກອບ optical ຈໍານວນຫຼາຍມີຜົນກະທົບກ່ຽວກັບການ polarization ຂອງ beam, ເຊິ່ງບາງຄັ້ງແມ່ນຄາດຫວັງໂດຍຜູ້ໃຊ້ແລະບາງຄັ້ງບໍ່ໄດ້ຄາດຫວັງ. ຍົກຕົວຢ່າງ, ຖ້າແສງສະຫວ່າງຖືກສະທ້ອນ, ຂົ້ວຂອງມັນມັກຈະປ່ຽນແປງ, ໃນກໍລະນີຂອງແສງສະຫວ່າງທໍາມະຊາດ, ສະທ້ອນຜ່ານຫນ້ານ້ໍາ, ມັນຈະກາຍເປັນແສງສະຫວ່າງບາງສ່ວນ.

ຕາບໃດທີ່ beam ບໍ່ໄດ້ຖືກສະທ້ອນຫຼືຜ່ານຕົວກາງ polarizing ໃດ, ລັດ polarization ຂອງມັນຍັງຄົງຢູ່. ຖ້າທ່ານຕ້ອງການປ່ຽນແປງສະພາບຂົ້ວຂອງ beam ໃນປະລິມານ, ທ່ານສາມາດນໍາໃຊ້ອົງປະກອບ optical polarization ເພື່ອເຮັດແນວນັ້ນ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ແຜ່ນສີ່ຫລ່ຽມຄື້ນແມ່ນອົງປະກອບຂົ້ວທົ່ວໄປ, ເຊິ່ງເຮັດດ້ວຍວັດສະດຸໄປເຊຍກັນ birefringent, ແບ່ງອອກເປັນແກນໄວແລະທິດທາງແກນຊ້າ, ແລະສາມາດຊັກຊ້າໄລຍະຂອງ π / 2 (90 °) ຂອງຂະຫນານ vector ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ. ກັບແກນຊ້າ, ໃນຂະນະທີ່ vector ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຂະຫນານກັບແກນໄວບໍ່ມີການຊັກຊ້າ, ດັ່ງນັ້ນໃນເວລາທີ່ແສງສະຫວ່າງ polarized linearly ເກີດຂຶ້ນໃນແຜ່ນສີ່ຫລ່ຽມຄື້ນໃນມຸມ polarization ຂອງ 45 ອົງສາ, beam ຂອງແສງສະຫວ່າງຜ່ານແຜ່ນຄື້ນກາຍເປັນ. ແສງ Polarized ເປັນວົງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນແຜນວາດຂ້າງລຸ່ມນີ້. ທໍາອິດ, ແສງສະຫວ່າງທໍາມະຊາດໄດ້ຖືກປ່ຽນເປັນແສງສະຫວ່າງ polarized ເສັ້ນດ້ວຍເສັ້ນ polarizer, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນແສງສະຫວ່າງ polarized linearly ຜ່ານ 1/4 wavelength ແລະກາຍເປັນວົງມົນ, ແລະຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງສະຫວ່າງບໍ່ປ່ຽນແປງ.

 ຄວາມຮູ້ພື້ນຖານ 6

ເຊັ່ນດຽວກັນ, ເມື່ອລໍາແສງເຄື່ອນທີ່ໄປໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ ແລະແສງຂົ້ວເປັນວົງມົນມາກະທົບໃສ່ແຜ່ນ 1/4 ຢູ່ມຸມຂົ້ວ 45 ອົງສາ, ລໍາແສງທີ່ຜ່ານກາຍເປັນເສັ້ນຂົ້ວ.

ແສງຂົ້ວເປັນເສັ້ນສາມາດປ່ຽນເປັນແສງທີ່ບໍ່ຂົ້ວໂລກໄດ້ໂດຍການໃຊ້ວົງກົມລວມທີ່ໄດ້ກ່າວມາໃນບົດຄວາມທີ່ຜ່ານມາ. ຫຼັງຈາກແສງສະຫວ່າງຂົ້ວເສັ້ນເຂົ້າໄປໃນຮູບຊົງປະສົມປະສານ, ມັນຖືກສະທ້ອນຫຼາຍຄັ້ງໃນວົງມົນ, ແລະການສັ່ນສະເທືອນຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຖືກລົບກວນ, ດັ່ງນັ້ນຜົນຜະລິດຂອງທໍ່ປະສົມປະສານສາມາດໄດ້ຮັບແສງສະຫວ່າງທີ່ບໍ່ມີຂົ້ວ.

2.5 P light, S light ແລະ Brewster Angle

ທັງສອງ P-light ແລະ S-light ແມ່ນເປັນເສັ້ນ polarized, polarized ໃນທິດທາງ perpendicular ກັບກັນແລະກັນ, ແລະພວກເຂົາເຈົ້າເປັນປະໂຫຍດໃນເວລາທີ່ພິຈາລະນາການສະທ້ອນແລະການຫັກລົບຂອງ beam. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້, ລໍາແສງຈະສະຫວ່າງຢູ່ໃນຍົນເຫດການ, ກອບເປັນຈໍານວນສະທ້ອນແລະການຫັກລົບ, ແລະຍົນທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍ beam ເຫດການແລະປົກກະຕິແມ່ນຖືກກໍານົດວ່າເປັນຍົນເຫດການ. ແສງສະຫວ່າງ P (ຕົວອັກສອນທໍາອິດຂອງຂະຫນານ, ຫມາຍຄວາມວ່າຂະຫນານ) ແມ່ນແສງສະຫວ່າງທີ່ມີທິດທາງ polarization ແມ່ນຂະຫນານກັບຍົນຂອງການເກີດ, ແລະ S light (ຕົວອັກສອນທໍາອິດຂອງ Senkrecht, ຫມາຍຄວາມວ່າແນວຕັ້ງ) ແມ່ນແສງສະຫວ່າງທີ່ມີທິດທາງ polarization ແມ່ນ perpendicular ກັບຍົນຂອງເຫດການ.

 ຄວາມຮູ້ພື້ນຖານ 7

ພາຍໃຕ້ສະຖານະການປົກກະຕິ, ເມື່ອແສງສະຫວ່າງທໍາມະຊາດຖືກສະທ້ອນແລະສະທ້ອນໃນການໂຕ້ຕອບຂອງ dielectric, ແສງສະຫວ່າງສະທ້ອນແລະແສງສະທ້ອນແມ່ນແສງສະຫວ່າງຂົ້ວບາງສ່ວນ, ພຽງແຕ່ໃນເວລາທີ່ມຸມບັງເອີນເປັນມຸມສະເພາະ, ສະພາບຂົ້ວຂອງແສງສະທ້ອນແມ່ນ perpendicular ກັບເຫດການ. plane S polarization, ລັດ polarization ຂອງແສງ refracted ແມ່ນເກືອບຂະຫນານກັບຍົນ P polarization ເຫດການ, ໃນເວລານີ້, ມຸມສາກສະເພາະເອີ້ນວ່າ Brewster Angle. ເມື່ອແສງສະຫວ່າງເກີດຂຶ້ນຢູ່ທີ່ Brewster Angle, ແສງສະທ້ອນແລະແສງສະທ້ອນແມ່ນຕັ້ງສາກກັບກັນແລະກັນ. ການນໍາໃຊ້ຄຸນສົມບັດນີ້, ແສງສະຫວ່າງ polarized linearly ສາມາດຜະລິດໄດ້.

3 ສະຫຼຸບ

 

ໃນເອກະສານນີ້, ພວກເຮົາແນະນໍາຄວາມຮູ້ພື້ນຖານຂອງ optical polarization, ແສງສະຫວ່າງແມ່ນຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ, ຜົນກະທົບຂອງຄື້ນ, polarization ແມ່ນການສັ່ນສະເທືອນຂອງ vector ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າໃນຄື້ນແສງສະຫວ່າງ. ພວກເຮົາໄດ້ນໍາສະເຫນີສາມລັດ polarization ພື້ນຖານ, polarization elliptic, linear polarization ແລະ circular polarization, ເຊິ່ງມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້ໃນການເຮັດວຽກປະຈໍາວັນ. ອີງຕາມລະດັບທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ polarization, ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງສາມາດແບ່ງອອກເປັນແສງສະຫວ່າງທີ່ບໍ່ມີຂົ້ວ, ບາງສ່ວນຂອງຂົ້ວແລະແສງສະຫວ່າງຂົ້ວຢ່າງເຕັມທີ່, ເຊິ່ງຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ຈໍາແນກແລະຈໍາແນກໃນການປະຕິບັດ. ໃນ​ການ​ຕອບ​ສະ​ຫນອງ​ຕໍ່​ກັບ​ຫຼາຍ​ຂ້າງ​ເທິງ​ນີ້​.

 

ຕິດຕໍ່:

Email:info@pliroptics.com ;

ໂທລະສັບ/Whatsapp/Wechat:86 19013265659

ເວັບໄຊຕ໌:www.pliroptics.com

 

ເພີ່ມ: ອາຄານ 1, No.1558, ຖະຫນົນປັນຍາ, Qingbaijiang, Chengdu, Sichuan, ຈີນ


ເວລາປະກາດ: 27-05-2024