1 Гэрлийн туйлшрал
Гэрэл нь долгионы урт, эрчим, туйлшрал гэсэн гурван үндсэн шинж чанартай байдаг. Гэрлийн долгионы уртыг ойлгоход хялбар бөгөөд нийтлэг харагдах гэрлийг жишээ болгон авч үзвэл долгионы урт нь 380~780нм байна. Гэрлийн эрчмийг ойлгоход хялбар бөгөөд гэрлийн туяа нь хүчтэй эсвэл сул эсэхийг эрчим хүчний хэмжээгээр тодорхойлж болно. Үүний эсрэгээр, гэрлийн туйлшралын шинж чанар нь гэрлийн цахилгаан талбайн векторын чичиргээний чиглэлийн тодорхойлолт бөгөөд үүнийг харж, хүрч чадахгүй тул үүнийг ойлгоход ихэвчлэн амаргүй байдаг ч бодит байдал дээр гэрлийн туйлшралын шинж чанар Энэ нь бас маш чухал бөгөөд бидний өдөр тутам хардаг шингэн болор дэлгэц, өнгөт дэлгэц, тодосгогчийг тохируулахад туйлшрах технологи зэрэг өргөн хүрээний хэрэглээтэй. Кино театрт 3D кино үзэхдээ гэрлийн туйлшралд мөн 3D нүдний шил хэрэглэдэг. Оптик ажил эрхэлдэг хүмүүсийн хувьд туйлшралын тухай бүрэн ойлголт, практик оптик системд хэрэглэх нь бүтээгдэхүүн, төслийн амжилтыг дэмжихэд маш их тустай байх болно. Тиймээс бид энэ өгүүллийн эхнээс эхлэн гэрлийн туйлшралыг танилцуулахын тулд энгийн тайлбарыг ашиглан туйлшралын талаар гүн гүнзгий ойлголттой болж, ажилдаа илүү сайн ашиглах болно.
2 Туйлшралын талаарх үндсэн мэдлэг
Олон ухагдахуун байдаг тул бид тэдгээрийг алхам алхмаар танилцуулахын тулд тэдгээрийг хэд хэдэн хураангуй болгон хуваах болно.
2.1 Туйлшралын тухай ойлголт
Гэрэл бол цахилгаан соронзон долгион гэдгийг бид мэднэ, цахилгаан соронзон долгион нь бие биендээ перпендикуляр байрладаг цахилгаан орон E ба соронзон орон В-ээс бүрддэгийг дараах зурагт үзүүлэв. Хоёр долгион нь тус тусын чиглэлд хэлбэлзэж, тархалтын Z чиглэлийн дагуу хэвтээ байдлаар тархдаг.
Цахилгаан орон ба соронзон орон нь хоорондоо перпендикуляр байдаг тул фаз нь ижил, тархалтын чиглэл нь ижил байдаг тул практикт цахилгаан орны чичиргээнд дүн шинжилгээ хийж гэрлийн туйлшралыг дүрсэлдэг.
Доорх зурагт үзүүлснээр цахилгаан орны Е векторыг Ex вектор ба Эй вектор болгон задалж болох ба туйлшрал гэж нэрлэгддэг зүйл нь цахилгаан орны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн Ex ба Ey хэлбэлзлийн чиглэлийг цаг хугацаа, орон зайд хуваарилах явдал юм.
2.2 Хэд хэдэн үндсэн туйлшралын төлөв
A. Зууван туйлшрал
Зууван туйлшрал нь хоёр цахилгаан орны бүрэлдэхүүн хэсэг нь тогтмол фазын зөрүүтэй (нэг нь илүү хурдан тархдаг, нэг нь удаан тархдаг), фазын ялгаа нь π/2-ийн бүхэл үржвэртэй тэнцүү биш, далайц нь хамгийн үндсэн туйлшралын төлөв юм. ижил эсвэл өөр байх. Хэрэв та тархалтын чиглэлийн дагуу харвал цахилгаан талбайн векторын төгсгөлийн траекторийн контурын шугам нь доор үзүүлсэн шиг эллипс зурна.
B, шугаман туйлшрал
Шугаман туйлшрал нь эллипсийн туйлшралын тусгай хэлбэр бөгөөд цахилгаан талбайн хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг нь фазын зөрүүгүй үед цахилгаан орны вектор нь нэг хавтгайд хэлбэлздэг, тархалтын чиглэлийн дагуу харвал цахилгаан талбайн векторын төгсгөлийн траекторын контур нь шулуун шугам юм. . Хэрэв хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг нь ижил далайцтай бол энэ нь доорх зурагт үзүүлсэн 45 градусын шугаман туйлшрал юм.
C, дугуй туйлшрал
Дугуй туйлшрал нь мөн зууван туйлшралын тусгай хэлбэр бөгөөд цахилгаан орны хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг нь 90 градусын фазын зөрүүтэй, ижил далайцтай байх үед тархалтын чиглэлийн дагуу цахилгаан талбайн векторын төгсгөлийн траектор нь тойрог хэлбэртэй байдаг. дараах зураг:
2.3 Гэрлийн эх үүсвэрийн туйлшралын ангилал
Энгийн гэрлийн эх үүсвэрээс шууд ялгарах гэрэл нь тоо томшгүй олон туйлширсан гэрлийн жигд бус багц тул шууд ажиглахад гэрлийн эрчмийг аль чиглэлд хазайж байгааг олж чадахгүй. Бүх чиглэлд чичирдэг гэрлийн долгионы эрчмийг байгалийн гэрэл гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь гэрлийн долгионы тархалтын чиглэлд перпендикуляр бүх боломжит чичиргээний чиглэлийг багтаасан туйлшралын төлөв ба фазын зөрүүг санамсаргүй өөрчилдөг, туйлшралыг харуулдаггүй. туйлшралгүй гэрэл. Нийтлэг байгалийн гэрэлд нарны гэрэл, гэр ахуйн чийдэнгийн гэрэл гэх мэт орно.
Бүрэн туйлширсан гэрэл нь тогтворжсон цахилгаан соронзон долгионы хэлбэлзлийн чиглэлтэй ба цахилгаан талбайн хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг нь тогтмол фазын зөрүүтэй байх ба үүнд дээр дурдсан шугаман туйлширсан гэрэл, эллипс туйлширсан гэрэл, дугуй туйлширсан гэрэл орно.
Хэсэгчилсэн туйлширсан гэрэл нь байгалийн гэрэл ба туйлширсан гэрлийн хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй, тухайлбал бидний байнга хэрэглэдэг лазер туяа нь бүрэн туйлширсан гэрэл ч биш, туйлшралгүй ч гэрэл биш тул хагас туйлширсан гэрэлд хамаарна. Нийт гэрлийн эрч хүч дэх туйлширсан гэрлийн эзлэх хувийн жинг тодорхойлохын тулд туйлширсан гэрлийн эрчмийг нийт гэрлийн эрчимтэй харьцуулсан туйлшралын зэрэг (DOP) гэсэн ойлголтыг нэвтрүүлсэн. гэрэл, бүрэн туйлширсан гэрлийн хувьд 1. Түүнчлэн шугаман туйлшрал (DOLP) нь шугаман туйлширсан гэрлийн эрчмийг гэрлийн нийт эрчимтэй харьцуулсан харьцаа, харин дугуй туйлшрал (DOCP) нь дугуй туйлширсан гэрлийн эрчмийг гэрлийн нийт эрчимтэй харьцуулсан харьцаа юм. Амьдралд нийтлэг LED гэрлүүд нь хэсэгчлэн туйлширсан гэрлийг ялгаруулдаг.
2.4 Туйлшралын төлөв хоорондын хувиргалт
Олон тооны оптик элементүүд нь цацрагийн туйлшралд нөлөөлдөг бөгөөд үүнийг хэрэглэгч заримдаа хүлээж байдаг, заримдаа хүлээдэггүй. Жишээлбэл, гэрлийн туяа туссан тохиолдолд түүний туйлшрал ихэвчлэн өөрчлөгддөг бол усны гадаргуугаар ойсон байгалийн гэрлийн хувьд энэ нь хэсэгчлэн туйлширсан гэрэл болж хувирдаг.
Цацраг нь тусгаагүй эсвэл ямар нэгэн туйлширч буй орчинг дамжин өнгөрдөггүй бол түүний туйлшралын төлөв тогтвортой байна. Хэрэв та цацрагийн туйлшралын төлөвийг тоон хэмжээгээр өөрчлөхийг хүсвэл туйлшралын оптик элементийг ашиглаж болно. Жишээлбэл, дөрөвний долгионы хавтан нь хоёр хугаралттай болор материалаар хийгдсэн, хурдан тэнхлэгийн болон удаан тэнхлэгийн чиглэлд хуваагддаг нийтлэг туйлшралын элемент бөгөөд цахилгаан талбайн векторын параллель π/2 (90°) фазыг хойшлуулж чаддаг. удаан тэнхлэгт, харин хурдан тэнхлэгтэй параллель цахилгаан орны вектор ямар ч сааталгүй тул дөрөвний долгионы хавтан дээр 45 градусын туйлшралын өнцгөөр шугаман туйлширсан гэрэл тусвал долгионы хавтангаар дамжих гэрлийн туяа болно. доорх диаграммд үзүүлсэн шиг дугуй туйлширсан гэрэл. Эхлээд байгалийн гэрэл нь шугаман туйлшруулагчийн тусламжтайгаар шугаман туйлширсан гэрэлд хувирч, дараа нь шугаман туйлширсан гэрэл 1/4 долгионы уртыг дайран өнгөрч, дугуй туйлширсан гэрэл болж, гэрлийн эрч хүч өөрчлөгдөхгүй.
Үүний нэгэн адил цацраг нь эсрэг чиглэлд хөдөлж, дугуй туйлширсан гэрэл 45 градусын туйлшралын өнцгөөр 1/4 хавтан дээр тусах үед өнгөрч буй цацраг нь шугаман туйлширсан гэрэл болно.
Өмнөх өгүүлэлд дурдсан интеграцийн бөмбөрцгийг ашиглан шугаман туйлширсан гэрлийг туйлшираагүй гэрэл болгон өөрчилж болно. Шугаман туйлширсан гэрэл интегралчлах бөмбөрцөгт орсны дараа бөмбөрцөгт хэд хэдэн удаа тусах ба цахилгаан талбайн чичиргээ тасалдсан тул интегралчлах бөмбөрцгийн гаралтын төгсгөл нь туйлшралгүй гэрлийг авч болно.
2.5 P гэрэл, S гэрэл, Брюстер өнцөг
P-гэрэл ба S-гэрэл хоёулаа шугаман туйлширч, бие биенээсээ перпендикуляр чиглэлд туйлширч, цацрагийн тусгал, хугарлыг авч үзэхэд ашигтай байдаг. Доорх зурагт үзүүлсэнчлэн туссан хавтгай дээр гэрлийн туяа тусч, тусгал, хугарал үүсгэх ба туссан цацраг болон нормоос үүссэн хавтгайг туссан хавтгай гэж тодорхойлно. P гэрэл (зэрэгцээ гэсэн үгийн эхний үсэг) нь туйлшралын чиглэл нь тусч буй хавтгайтай параллель байдаг гэрэл, S гэрэл (Босоо гэсэн утгатай Сенкрехтийн эхний үсэг) нь тусгалын хавтгайд перпендикуляр байдаг гэрэл юм.
Хэвийн нөхцөлд байгалийн гэрэл диэлектрикийн интерфейс дээр ойж хугарсан үед ойсон гэрэл болон хугарсан гэрэл нь хэсэгчлэн туйлширсан гэрэл бөгөөд тусгалын өнцөг нь тодорхой өнцөгтэй байх үед туссан гэрлийн туйлшралын төлөв нь тусгалд бүрэн перпендикуляр байдаг. хавтгай S туйлшрал, хугарсан гэрлийн туйлшралын төлөв нь туссан хавтгай P туйлшралтай бараг параллель байна, энэ үед тодорхой тусгалын өнцгийг Брюстерийн өнцөг гэж нэрлэдэг. Брюстерийн өнцгөөр гэрэл тусах үед туссан гэрэл болон хугарсан гэрэл нь хоорондоо перпендикуляр байна. Энэ шинж чанарыг ашиглан шугаман туйлширсан гэрлийг үүсгэж болно.
3 Дүгнэлт
Энэ нийтлэлд бид оптик туйлшрал, гэрэл бол цахилгаан соронзон долгион, долгионы эффекттэй, туйлшрал нь гэрлийн долгион дахь цахилгаан талбайн векторын чичиргээний тухай үндсэн мэдлэгийг танилцуулж байна. Бид өдөр тутмын ажилд ихэвчлэн хэрэглэгддэг эллипс туйлшрал, шугаман туйлшрал, дугуй туйлшрал гэсэн гурван үндсэн туйлшралын төлөвийг танилцуулсан. Туйлшралын янз бүрийн түвшний дагуу гэрлийн эх үүсвэрийг туйлшраагүй гэрэл, хагас туйлширсан гэрэл, бүрэн туйлширсан гэрэл гэж хувааж болох бөгөөд үүнийг практикт ялгах, ялгах шаардлагатай. Дээрх хэд хэдэн зүйлийн хариуд.
Холбоо барих:
Email:info@pliroptics.com ;
Утас/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
Нэмэх: 1-р байр, №1558, тагнуулын зам, Чинбайжян, Чэнду, Сычуань, Хятад
Шуудангийн цаг: 2024 оны 5-р сарын 27-ны хооронд
