1 Šviesos poliarizacija
Šviesa turi tris pagrindines savybes: bangos ilgį, intensyvumą ir poliarizaciją. Šviesos bangos ilgį lengva suprasti, pavyzdžiui, įprastą matomą šviesą, bangos ilgio diapazonas yra 380–780 nm. Šviesos intensyvumą taip pat nesunku suprasti, o ar šviesos spindulys stiprus, ar silpnas, galima apibūdinti pagal galios dydį. Priešingai, šviesai būdinga poliarizacija yra šviesos elektrinio lauko vektoriaus virpesių krypties aprašymas, kurio negalima pamatyti ir paliesti, todėl paprastai nėra lengva suprasti, tačiau iš tikrųjų šviesai būdinga poliarizacija. taip pat labai svarbus ir turi platų pritaikymo spektrą gyvenime, pavyzdžiui, skystųjų kristalų ekraną, kurį matome kiekvieną dieną, poliarizacijos technologija naudojama spalvotam ekranui ir kontrasto reguliavimui. Žiūrint 3D filmus kine, 3D akiniai taip pat taikomi šviesos poliarizacijai. Tiems, kurie užsiima optiniu darbu, visapusiškas poliarizacijos ir jos pritaikymo praktinėse optinėse sistemose supratimas bus labai naudingas skatinant gaminių ir projektų sėkmę. Todėl nuo pat šio straipsnio pradžios mes naudosime paprastą aprašymą, kad pristatytume šviesos poliarizaciją, kad visi gerai suprastų poliarizaciją ir geriau panaudotų darbe.
2 Pagrindinės žinios apie poliarizaciją
Kadangi yra daug sąvokų, suskirstysime jas į keletą santraukų, kad pristatytume jas žingsnis po žingsnio.
2.1 Poliarizacijos samprata
Mes žinome, kad šviesa yra elektromagnetinės bangos rūšis, kaip parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje, elektromagnetinė banga susideda iš elektrinio lauko E ir magnetinio lauko B, kurie yra statmeni vienas kitam. Dvi bangos svyruoja atitinkamomis kryptimis ir sklinda horizontaliai išilgai sklidimo krypties Z.
Kadangi elektrinis laukas ir magnetinis laukas yra statmeni vienas kitam, fazė ta pati, sklidimo kryptis ta pati, todėl šviesos poliarizacija aprašoma praktiškai analizuojant elektrinio lauko virpesius.
Kaip parodyta paveikslėlyje žemiau, elektrinio lauko vektorius E gali būti skaidomas į Ex vektorių ir Ey vektorių, o vadinamoji poliarizacija yra elektrinio lauko komponentų Ex ir Ey virpesių krypties pasiskirstymas laike ir erdvėje.
2.2 Kelios pagrindinės poliarizacijos būsenos
A. Elipsinė poliarizacija
Elipsinė poliarizacija yra pati pagrindinė poliarizacijos būsena, kai dviejų elektrinio lauko komponentų fazių skirtumas yra pastovus (vienas sklinda greičiau, kitas lėčiau), o fazių skirtumas nėra lygus sveikajam π/2 kartotiniui, o amplitudė gali būti toks pat ar kitoks. Jei žiūrėsite sklidimo kryptimi, elektrinio lauko vektoriaus galinio taško trajektorijos kontūrinė linija nubrėžs elipsę, kaip parodyta toliau:
B, tiesinė poliarizacija
Tiesinė poliarizacija yra ypatinga elipsinės poliarizacijos forma, kai du elektrinio lauko komponentai nėra fazių skirtumo, elektrinio lauko vektorius svyruoja toje pačioje plokštumoje, žiūrint išilgai sklidimo krypties, elektrinio lauko vektoriaus galinio taško trajektorijos kontūras yra tiesi linija . Jei dviejų komponentų amplitudė yra vienoda, tai yra 45 laipsnių tiesinė poliarizacija, parodyta paveikslėlyje žemiau.
C, žiedinė poliarizacija
Žiedinė poliarizacija taip pat yra ypatinga elipsės poliarizacijos forma, kai dviejų elektrinio lauko komponentų fazių skirtumas yra 90 laipsnių ir vienoda amplitudė, sklidimo kryptimi elektrinio lauko vektoriaus galinio taško trajektorija yra apskritimas, kaip parodyta sekantis paveikslas:
2.3 Šviesos šaltinio poliarizacijos klasifikacija
Tiesiogiai iš įprasto šviesos šaltinio skleidžiama šviesa yra netaisyklingas nesuskaičiuojamos poliarizuotos šviesos rinkinys, todėl negalima nustatyti, kuria kryptimi yra pakreiptas šviesos intensyvumas, kai stebima tiesiogiai. Toks šviesos bangos intensyvumas, vibruojantis visomis kryptimis, vadinamas natūralia šviesa, turi atsitiktinį poliarizacijos būsenos ir fazių skirtumo pokytį, įskaitant visas įmanomas virpesių kryptis, statmenas šviesos bangos sklidimo krypčiai, nerodo poliarizacijos, priklauso nepoliarizuota šviesa. Įprasta natūrali šviesa apima saulės šviesą, buitinių lempučių šviesą ir pan.
Visiškai poliarizuota šviesa turi stabilią elektromagnetinių bangų virpesių kryptį, o du elektrinio lauko komponentai turi pastovų fazių skirtumą, kuris apima aukščiau paminėtą linijinę poliarizuotą šviesą, elipsės poliarizuotą šviesą ir apskritą poliarizuotą šviesą.
Iš dalies poliarizuota šviesa turi du natūralios šviesos ir poliarizuotos šviesos komponentus, pavyzdžiui, mūsų dažnai naudojamą lazerio spindulį, kuris nėra nei visiškai poliarizuota šviesa, nei nepoliarizuota šviesa, tada ji priklauso iš dalies poliarizuotai šviesai. Siekiant kiekybiškai įvertinti poliarizuotos šviesos dalį bendrame šviesos intensyvume, įvedama poliarizacijos laipsnio (DOP) sąvoka, kuri yra poliarizuotos šviesos intensyvumo ir bendro šviesos intensyvumo santykis, kuris svyruoja nuo 0 iki 1,0 nepoliarizuotai. šviesa, 1 visiškai poliarizuotai šviesai. Be to, linijinė poliarizacija (DOLP) yra tiesiškai poliarizuotos šviesos intensyvumo ir bendro šviesos intensyvumo santykis, o cirkuliacinė poliarizacija (DOCP) – tai žiedinės poliarizuotos šviesos intensyvumo ir bendro šviesos intensyvumo santykis. Gyvenime įprastos LED lemputės skleidžia iš dalies poliarizuotą šviesą.
2.4 Konversija tarp poliarizacijos būsenų
Daugelis optinių elementų turi įtakos pluošto poliarizacijai, kurios vartotojas kartais tikisi, o kartais nesitiki. Pavyzdžiui, atsispindėjus šviesos pluoštui, dažniausiai pasikeis jo poliarizacija, esant natūraliai šviesai, atsispindėjus per vandens paviršių, ji taps iš dalies poliarizuota šviesa.
Kol spindulys neatsispindi arba praeina per jokią poliarizacinę terpę, jo poliarizacijos būsena išlieka stabili. Jei norite kiekybiškai pakeisti pluošto poliarizacijos būseną, tam galite naudoti poliarizacijos optinį elementą. Pavyzdžiui, ketvirčio bangos plokštė yra įprastas poliarizacijos elementas, pagamintas iš dvigubai lūžtančios kristalinės medžiagos, suskirstytas į greitą ir lėtą ašį ir gali atidėti lygiagrečio elektrinio lauko vektoriaus π/2 (90°) fazę. į lėtąją ašį, o elektrinio lauko vektorius, lygiagretus greitajai ašiai, neturi vėlavimo, todėl kai tiesiškai poliarizuota šviesa patenka į ketvirtinės bangos plokštę 45 laipsnių poliarizacijos kampu, šviesos spindulys per bangos plokštę tampa apvaliai poliarizuota šviesa, kaip parodyta toliau pateiktoje diagramoje. Pirma, natūrali šviesa linijiniu poliarizatoriumi pakeičiama į tiesiškai poliarizuotą šviesą, o tada tiesiškai poliarizuota šviesa praeina per 1/4 bangos ilgio ir tampa apskrita poliarizuota šviesa, o šviesos intensyvumas nesikeičia.
Panašiai, kai spindulys juda priešinga kryptimi, o apskritimo poliarizuota šviesa patenka į 1/4 plokštės 45 laipsnių poliarizacijos kampu, artimoji šviesa tampa tiesiškai poliarizuota šviesa.
Linijiškai poliarizuota šviesa gali būti pakeista į nepoliarizuotą šviesą, naudojant integravimo sferą, paminėtą ankstesniame straipsnyje. Linijiškai poliarizuotai šviesai patekus į integruojančią sferą, ji kelis kartus atsispindi sferoje ir sutrinka elektrinio lauko vibracija, todėl integruojančios sferos išėjimo galas gali gauti nepoliarizuotą šviesą.
2,5 P lemputė, S lemputė ir Brewster kampas
Tiek P-light, tiek S-light yra tiesiškai poliarizuoti, poliarizuoti statmenomis viena kitai kryptimis ir yra naudingi, kai atsižvelgiama į pluošto atspindį ir lūžį. Kaip parodyta toliau esančiame paveikslėlyje, šviesos spindulys šviečia krintančioje plokštumoje, sudarydamas atspindį ir lūžį, o plokštuma, kurią sudaro krintantis pluoštas ir normalioji, apibrėžiama kaip krintanti plokštuma. P šviesa (pirmoji lygiagrečioji raidė, reiškianti lygiagreti) yra šviesa, kurios poliarizacijos kryptis lygiagreti kritimo plokštumai, o S šviesa (pirmoji Senkrechto raidė, reiškianti vertikalią) yra šviesa, kurios poliarizacijos kryptis yra statmena kritimo plokštumai.
Įprastomis aplinkybėmis, kai natūrali šviesa atsispindi ir lūžta ant dielektrinės sąsajos, atsispindėjusi šviesa ir lūžusi šviesa yra iš dalies poliarizuota šviesa, tik tada, kai kritimo kampas yra tam tikras kampas, atspindėtos šviesos poliarizacijos būsena yra visiškai statmena krintančiai šviesai. S plokštumos poliarizacija, lūžusios šviesos poliarizacijos būsena yra beveik lygiagreti krintančios plokštumos P poliarizacijai, šiuo metu specifinis kritimo kampas vadinamas Brewsterio kampu. Kai šviesa krinta Brewsterio kampu, atsispindėjusi šviesa ir lūžusi šviesa yra statmenos viena kitai. Naudojant šią savybę, galima sukurti tiesiškai poliarizuotą šviesą.
3 Išvada
Šiame darbe supažindiname su pagrindinėmis žiniomis apie optinę poliarizaciją, šviesa yra elektromagnetinė banga, su bangos efektu, poliarizacija yra elektrinio lauko vektoriaus vibracija šviesos bangoje. Mes pristatėme tris pagrindines poliarizacijos būsenas – elipsinę poliarizaciją, linijinę poliarizaciją ir žiedinę poliarizaciją, kurios dažnai naudojamos kasdieniame darbe. Pagal skirtingą poliarizacijos laipsnį šviesos šaltinį galima suskirstyti į nepoliarizuotą šviesą, iš dalies poliarizuotą šviesą ir visiškai poliarizuotą šviesą, kurią praktikoje reikia atskirti ir diskriminuoti. Atsakant į aukščiau išvardintus kelis.
Susisiekite:
Email:info@pliroptics.com ;
Telefonas/Whatsapp/Wechat: 86 19013265659
žiniatinklis:www.pliroptics.com
Pridėti: 1 pastatas, Nr. 1558, žvalgybos kelias, Čingbaidziangas, Čengdu, Sičuanas, Kinija
Paskelbimo laikas: 2024-05-27
