पोलरायझर्स

विहंगावलोकन

ध्रुवीकरण ऑप्टिक्सचा वापर घटना रेडिएशनच्या ध्रुवीकरणाची स्थिती बदलण्यासाठी केला जातो. आमच्या ध्रुवीकरण ऑप्टिक्समध्ये ध्रुवीकरण, वेव्ह प्लेट्स / रिटार्डर्स, डिपोलायझर्स, फॅराडे रोटेटर्स आणि यूव्ही, दृश्यमान किंवा IR वर्णपट श्रेणीवरील ऑप्टिकल आयसोलेटर समाविष्ट आहेत.

1064 एनएम फॅराडे रोटेटर

फ्री-स्पेस आयसोलेटर

हाय पॉवर एनडी-वायएजी पोलरायझर

प्रकाशाच्या ध्रुवीकरणाकडे दुर्लक्ष करून ऑप्टिकल डिझाइन वारंवार प्रकाशाच्या तरंगलांबी आणि तीव्रतेवर लक्ष केंद्रित करते. तथापि, ध्रुवीकरण हा तरंग म्हणून प्रकाशाचा महत्त्वाचा गुणधर्म आहे. प्रकाश ही एक विद्युत चुंबकीय लहरी आहे आणि या लहरीचे विद्युत क्षेत्र प्रसाराच्या दिशेने लंबवत फिरते. ध्रुवीकरण स्थिती प्रसाराच्या दिशेच्या संबंधात लहरींच्या दोलनाच्या अभिमुखतेचे वर्णन करते. या विद्युत क्षेत्राच्या दिशेत वेळेत यादृच्छिकपणे चढ-उतार होत असल्यास प्रकाशाला अध्रुवीकृत म्हणतात. प्रकाशाच्या विद्युत क्षेत्राची दिशा चांगल्या प्रकारे परिभाषित केली असल्यास, त्याला ध्रुवीकृत प्रकाश म्हणतात. ध्रुवीकृत प्रकाशाचा सर्वात सामान्य स्रोत लेसर आहे. विद्युत क्षेत्र कसे अभिमुख आहे यावर अवलंबून, आम्ही ध्रुवीकृत प्रकाशाचे तीन प्रकारच्या ध्रुवीकरणांमध्ये वर्गीकरण करतो:

★रेषीय ध्रुवीकरण: दोलन आणि प्रसार एकाच विमानात आहेत.Theरेखीय ध्रुवीकृत प्रकाशाचे विद्युत क्षेत्र cदोन लंब, मोठेपणा समान, रेखीय असतात फेज फरक नसलेले घटक.परिणामी प्रकाशाचे विद्युत क्षेत्र प्रसाराच्या दिशेने एका समतलापर्यंत मर्यादित आहे.

★वर्तुळाकार ध्रुवीकरण: प्रकाशाची दिशा कालांतराने हेलिकल पद्धतीने बदलते. प्रकाशाच्या विद्युत क्षेत्रामध्ये दोन रेषीय घटक असतात जे एकमेकांना लंब असतात, मोठेपणा समान असतात, परंतु त्यांच्यात π/2 फेज फरक असतो. परिणामी प्रकाशाचे विद्युत क्षेत्र प्रसाराच्या दिशेभोवती वर्तुळात फिरते.

★लंबवर्तुळाकार ध्रुवीकरण: वर्तुळाकार ध्रुवीकरणाद्वारे वर्तुळाच्या तुलनेत लंबवर्तुळाकार ध्रुवीकृत प्रकाशाचे विद्युत क्षेत्र लंबवर्तुळाचे वर्णन करते. हे विद्युत क्षेत्र भिन्न मोठेपणा आणि/किंवा π/2 नसलेल्या टप्प्यातील फरक असलेल्या दोन रेखीय घटकांचे संयोजन मानले जाऊ शकते. हे ध्रुवीकृत प्रकाशाचे सर्वात सामान्य वर्णन आहे आणि गोलाकार आणि रेखीय ध्रुवीकृत प्रकाश लंबवर्तुळाकार ध्रुवीकृत प्रकाशाच्या विशेष केस म्हणून पाहिले जाऊ शकते.

दोन ऑर्थोगोनल रेखीय ध्रुवीकरण अवस्थांना "S" आणि "P" असे संबोधले जाते,तेघटनांच्या समतलतेच्या सापेक्ष अभिमुखतेद्वारे परिभाषित केले जातात.पी-ध्रुवीकृत प्रकाशया समतलाला समांतर दोलन करत असलेले "P" आहेत, तर s-ध्रुवीकृत प्रकाश ज्याचे विद्युत क्षेत्र ध्रुवीकरण या विमानाला लंब आहे ते "S" आहेत.पोलरायझर्सतुमचे ध्रुवीकरण नियंत्रित करण्यासाठी, बाकीचे परावर्तित, शोषून किंवा विचलित करताना इच्छित ध्रुवीकरण स्थिती प्रसारित करण्यासाठी मुख्य ऑप्टिकल घटक आहेत. पोलारायझरचे विविध प्रकार आहेत, प्रत्येकाचे स्वतःचे फायदे आणि तोटे आहेत. तुमच्या ऍप्लिकेशनसाठी सर्वोत्कृष्ट पोलरायझर निवडण्यात तुम्हाला मदत करण्यासाठी, आम्ही पोलारायझरच्या वैशिष्ट्यांसोबतच पोलारायझर्स निवड मार्गदर्शकावर चर्चा करू.

P आणि S pol ची व्याख्या घटनांच्या समतल सापेक्ष अभिमुखतेद्वारे केली जाते

पी आणि एस पोल. घटनांच्या समतलतेच्या सापेक्ष अभिमुखतेद्वारे परिभाषित केले जातात

पोलरायझर तपशील

पोलरायझर्स काही प्रमुख पॅरामीटर्सद्वारे परिभाषित केले जातात, त्यापैकी काही ध्रुवीकरण ऑप्टिक्ससाठी विशिष्ट आहेत. सर्वात महत्वाचे पॅरामीटर्स आहेत:

⊙ट्रान्समिशन: हे मूल्य एकतर ध्रुवीकरण अक्षाच्या दिशेने रेखीय ध्रुवीकृत प्रकाशाचे प्रसारण किंवा ध्रुवीकरणाद्वारे अध्रुवीकृत प्रकाशाच्या प्रसारणास सूचित करते. समांतर ट्रान्समिशन म्हणजे दोन ध्रुवीकरण अक्षांद्वारे ध्रुवीकरण न केलेल्या प्रकाशाचे त्यांचे ध्रुवीकरण अक्ष समांतर संरेखित केले जातात, तर क्रॉस्ड ट्रान्समिशन म्हणजे दोन ध्रुवीकरण अक्षांच्या ध्रुवीकरणाच्या माध्यमातून अध्रुवीकृत प्रकाशाचे प्रसारण. आदर्श ध्रुवीकरणासाठी ध्रुवीकरण अक्षाच्या समांतर रेखीय ध्रुवीकृत प्रकाशाचे प्रसारण 100% आहे, समांतर प्रसारण 50% आहे आणि क्रॉस्ड ट्रांसमिशन 0% आहे. अध्रुवीकृत प्रकाश हा p- आणि s-ध्रुवीकृत प्रकाशाचा वेगाने बदलणारा यादृच्छिक संयोजन मानला जाऊ शकतो. एक आदर्श रेखीय ध्रुवीकरण केवळ दोन रेखीय ध्रुवीकरणांपैकी एक प्रसारित करेल, प्रारंभिक अध्रुवीकृत तीव्रता I कमी करेल.₀अर्ध्याने, म्हणजे,I=I₀/2,त्यामुळे समांतर प्रसारण (अध्रुवीकृत प्रकाशासाठी) 50% आहे. तीव्रतेसह रेषीय ध्रुवीकृत प्रकाशासाठी I₀, आदर्श ध्रुवीकरण, I द्वारे प्रसारित होणारी तीव्रता, मालुसच्या कायद्याद्वारे वर्णन केली जाऊ शकते, म्हणजे,I=I₀कारण²Øजेथे θ हा घटना रेषीय ध्रुवीकरण आणि ध्रुवीकरण अक्ष यांच्यातील कोन आहे. आपण पाहतो की समांतर अक्षांसाठी, 100% ट्रान्समिशन साध्य केले जाते, तर 90° अक्षांसाठी, ज्याला क्रॉस्ड पोलरायझर्स देखील म्हणतात, तेथे 0% ट्रान्समिशन आहे, त्यामुळे क्रॉस्ड ट्रान्समिशन 0% आहे. तथापि, वास्तविक-जागतिक अनुप्रयोगांमध्ये ट्रान्समिशन कधीही 0% असू शकत नाही, म्हणून, पोलारायझर्स खाली वर्णन केल्याप्रमाणे विलोपन गुणोत्तराने दर्शविले जातात, ज्याचा वापर दोन क्रॉस पोलरायझर्सद्वारे वास्तविक प्रसार निर्धारित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

⊙विलोपन प्रमाण आणि ध्रुवीकरणाची डिग्री: रेखीय ध्रुवीकरणाचे ध्रुवीकरण गुणधर्म सामान्यत: ध्रुवीकरण किंवा ध्रुवीकरण कार्यक्षमतेच्या डिग्रीद्वारे परिभाषित केले जातात, म्हणजे, P=(T₁-T₂)/(टी₁+T₂) आणि त्याचे विलोपन प्रमाण, म्हणजे, ρp=T₂/T₁जेथे ध्रुवीकरणाद्वारे रेखीय ध्रुवीकृत प्रकाशाचे मुख्य प्रक्षेपण T1 आणि T2 आहेत. टी 1 हे ध्रुवीकरणाद्वारे जास्तीत जास्त प्रसारण आहे आणि जेव्हा ध्रुवीकरणाचा प्रसार अक्ष घटना रेषीय ध्रुवीकृत बीमच्या ध्रुवीकरणाशी समांतर असतो तेव्हा उद्भवते; T2 हे ध्रुवीकरणाद्वारे होणारे किमान प्रसारण आहे आणि जेव्हा ध्रुवीकरणाचा प्रसार अक्ष रेषीय ध्रुवीकृत बीमच्या ध्रुवीकरणासाठी लंब असतो तेव्हा होतो.

रेखीय ध्रुवीकरणाचे विलोपन कार्यप्रदर्शन सहसा 1 / ρp : 1 म्हणून व्यक्त केले जाते. हे पॅरामीटर 100:1 पेक्षा कमी आहे (म्हणजे आपल्याकडे S ध्रुवीकृत प्रकाशापेक्षा P ध्रुवीकृत प्रकाशासाठी 100 पट जास्त प्रसारण आहे) किफायतशीर शीट ध्रुवीकरणासाठी 10 पर्यंत⁶:1 उच्च दर्जाचे बायरफ्रिन्जंट क्रिस्टलीय पोलारायझर्ससाठी. विलुप्त होण्याचे प्रमाण विशेषत: तरंगलांबी आणि घटनेच्या कोनानुसार बदलते आणि दिलेल्या अनुप्रयोगासाठी किंमत, आकार आणि ध्रुवीकृत प्रसारण यांसारख्या इतर घटकांसह मूल्यमापन करणे आवश्यक आहे. विलुप्त होण्याच्या गुणोत्तराव्यतिरिक्त, आम्ही कार्यक्षमतेचे वैशिष्ट्य करून पोलरायझरची कार्यक्षमता मोजू शकतो. ध्रुवीकरण कार्यक्षमतेच्या डिग्रीला "कॉन्ट्रास्ट" म्हणतात, हे प्रमाण सामान्यतः कमी प्रकाशाच्या अनुप्रयोगांचा विचार करताना वापरले जाते जेथे तीव्रतेचे नुकसान गंभीर असते.

⊙स्वीकृती कोन: स्वीकृती कोन हे डिझाईनच्या घटना कोनातील सर्वात मोठे विचलन आहे ज्यावर पोलारायझर अद्याप विनिर्देशांमध्ये कार्य करेल. बहुतेक ध्रुवीकरण 0° किंवा 45° च्या घटना कोनात किंवा ब्रूस्टरच्या कोनात काम करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. संरेखनासाठी स्वीकृती कोन महत्त्वपूर्ण आहे परंतु नॉन-कॉलिमेटेड बीमसह कार्य करताना विशेष महत्त्व आहे. वायर ग्रिड आणि डायक्रोइक पोलारायझर्समध्ये सर्वात मोठे स्वीकृती कोन आहेत, जवळजवळ 90° च्या पूर्ण स्वीकृती कोनापर्यंत.

⊙बांधकाम: पोलरायझर्स अनेक स्वरूपात आणि डिझाइनमध्ये येतात. पातळ फिल्म पोलरायझर्स हे ऑप्टिकल फिल्टरसारखे पातळ फिल्म्स असतात. ध्रुवीकरण प्लेट बीमस्प्लिटर पातळ, सपाट प्लेट्स बीमच्या कोनात ठेवलेल्या असतात. ध्रुवीकरण क्यूब बीमस्प्लिटरमध्ये कर्णावर एकत्र बसवलेले दोन काटकोन प्रिझम असतात.

बियरफ्रिन्जेंट पोलारायझर्समध्ये दोन क्रिस्टलीय प्रिझम एकत्र बसवलेले असतात, जेथे प्रिझमचा कोन विशिष्ट पोलारायझर डिझाइनद्वारे निर्धारित केला जातो.

⊙क्लिअर एपर्चर: बायरफ्रिन्जंट पोलारायझर्ससाठी क्लिअर एपर्चर सामान्यत: सर्वाधिक प्रतिबंधात्मक असते कारण ऑप्टिकली प्युअर क्रिस्टल्सची उपलब्धता या पोलरायझर्सचा आकार मर्यादित करते. डायक्रोइक पोलारायझर्समध्ये सर्वात मोठे उपलब्ध स्पष्ट छिद्र असतात कारण त्यांचे फॅब्रिकेशन मोठ्या आकाराचे असते.

⊙ऑप्टिकल मार्गाची लांबी: लांबीचा प्रकाश पोलरायझरमधून प्रवास करणे आवश्यक आहे. फैलाव, नुकसान थ्रेशोल्ड आणि जागेच्या मर्यादांसाठी महत्त्वपूर्ण, ऑप्टिकल मार्गाची लांबी बायरफ्रिंगंट पोलारायझर्समध्ये लक्षणीय असू शकते परंतु डायक्रोइक पोलारायझर्समध्ये ती लहान असते.

⊙डॅमेज थ्रेशोल्ड: लेझर डॅमेज थ्रेशोल्ड वापरलेल्या सामग्रीद्वारे तसेच पोलारायझर डिझाइनद्वारे निर्धारित केले जाते, बायरफ्रिन्जंट पोलरायझर्समध्ये सामान्यत: सर्वात जास्त नुकसान थ्रेशोल्ड असते. सिमेंट हा बहुतेकदा लेसरच्या नुकसानास अतिसंवेदनशील घटक असतो, म्हणूनच ऑप्टिकली कॉन्टॅक्ट केलेले बीमस्प्लिटर किंवा एअर स्पेस्ड बियरफ्रिंगंट पोलारायझर्समध्ये जास्त नुकसान होते.

पोलरायझर निवड मार्गदर्शक

डायक्रोइक, क्यूब, वायर ग्रिड आणि स्फटिकासह अनेक प्रकारचे ध्रुवीकरण आहेत. प्रत्येक अनुप्रयोगासाठी कोणताही एक ध्रुवीकरण करणारा प्रकार आदर्श नाही, प्रत्येकाची स्वतःची अद्वितीय सामर्थ्य आणि कमकुवतता आहेत.

इतर सर्व अवरोधित करताना डायक्रोइक पोलरायझर्स विशिष्ट ध्रुवीकरण स्थिती प्रसारित करतात. ठराविक बांधकामामध्ये सिंगल लेपित सब्सट्रेट किंवा पॉलिमर डायक्रोइक फिल्म, सँडविच केलेल्या दोन ग्लास प्लेट्स असतात. जेव्हा नैसर्गिक किरण डायक्रोइक सामग्रीद्वारे प्रसारित होते, तेव्हा तुळईच्या ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण घटकांपैकी एक जोरदारपणे शोषला जातो आणि दुसरा कमकुवत शोषणासह बाहेर जातो. तर, डायक्रोइक शीट पोलारायझरचा वापर यादृच्छिकपणे ध्रुवीकृत बीमला रेखीय ध्रुवीकृत बीममध्ये रूपांतरित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. ध्रुवीकरण प्रिझमच्या तुलनेत, डायक्रोइक शीट पोलारायझर खूप मोठा आकार आणि स्वीकार्य कोन ऑफर करतो. तुम्हाला खर्चाच्या गुणोत्तरांमध्ये उच्च विलोपन दिसेल, बांधकाम उच्च पॉवर लेसर किंवा उच्च तापमानासाठी वापर मर्यादित करते. डायक्रोइक पोलारायझर्स कमी किमतीच्या लॅमिनेटेड फिल्मपासून ते अचूक उच्च कॉन्ट्रास्ट पोलरायझर्सपर्यंतच्या विस्तृत प्रकारांमध्ये उपलब्ध आहेत.

डायक्रोइक पोलरायझर्स अवांछित ध्रुवीकरण स्थिती शोषून घेतात

ध्रुवीकरण क्यूब बीमस्प्लिटर लेपित कर्ण सह दोन काटकोन प्रिझम जोडून तयार केले जातात. ध्रुवीकरण कोटिंग सामान्यत: उच्च आणि निम्न इंडेक्स सामग्रीच्या वैकल्पिक स्तरांनी बनविलेले असते जे S ध्रुवीकृत प्रकाश प्रतिबिंबित करतात आणि P प्रसारित करतात. परिणामी दोन ऑर्थोगोनल बीम अशा स्वरूपात असतात जे माउंट करणे आणि संरेखित करणे सोपे आहे. ध्रुवीकरण कोटिंग्स सामान्यत: उच्च पॉवर घनतेचा सामना करू शकतात, तथापि क्यूब्स सिमेंट करण्यासाठी वापरलेले चिकट अयशस्वी होऊ शकतात. हे अपयश मोड ऑप्टिकली संपर्काद्वारे काढून टाकले जाऊ शकते. प्रसारित बीमसाठी आम्ही सामान्यत: उच्च तीव्रता पाहतो, परंतु प्रतिबिंबित तीव्रता सामान्यतः कमी असते.

वायर ग्रिड पोलरायझर्समध्ये काचेच्या सब्सट्रेटवर सूक्ष्म वायर्सचा एक ॲरे आहे जो निवडकपणे पी-ध्रुवीकृत प्रकाश प्रसारित करतो आणि एस-ध्रुवीकृत प्रकाश प्रतिबिंबित करतो. यांत्रिक स्वरूपामुळे, वायर ग्रिड पोलरायझर्समध्ये तरंगलांबीचा बँड असतो जो केवळ सब्सट्रेटच्या प्रसारणाद्वारे मर्यादित असतो आणि उच्च कॉन्ट्रास्ट ध्रुवीकरण आवश्यक असलेल्या ब्रॉडबँड अनुप्रयोगांसाठी ते आदर्श बनवतात.

धातूच्या तारांना लंबवत ध्रुवीकरण प्रसारित केले जाते

क्रिस्टलीय पोलारायझर इच्छित ध्रुवीकरण प्रसारित करतो आणि त्यांच्या क्रिस्टलीय सामग्रीच्या बायरफ्रिंगंट गुणधर्मांचा वापर करून उर्वरित विचलित करतो.

येणाऱ्या प्रकाशाची ध्रुवीकरण स्थिती बदलण्यासाठी स्फटिकासारखे ध्रुवीकरण सब्सट्रेटच्या बायरफ्रिंगंट गुणधर्मांचा वापर करतात. बियरफ्रिन्जंट मटेरियलमध्ये वेगवेगळ्या दिशानिर्देशांमध्ये ध्रुवीकरण केलेल्या प्रकाशासाठी अपवर्तनाचे निर्देशांक थोडे वेगळे असतात ज्यामुळे वेगवेगळ्या ध्रुवीकरण अवस्था वेगवेगळ्या वेगाने सामग्रीमधून प्रवास करतात.

वोलास्टन पोलारायझर्स हे स्फटिकासारखे ध्रुवीकरण करणारे एक प्रकार आहेत ज्यात दोन बायरफ्रिन्जंट काटकोन प्रिझम एकत्र जोडलेले असतात, जेणेकरून त्यांचे ऑप्टिकल अक्ष लंब असतात. याशिवाय स्फटिकासारखे पोलरायझर्सचे उच्च नुकसान थ्रेशोल्ड त्यांना लेसर अनुप्रयोगांसाठी आदर्श बनवते.

वोलास्टन पोलरायझर

पॅरालाईट ऑप्टिक्सच्या पोलरायझर्सच्या विस्तृत लाइनअपमध्ये पोलरायझिंग क्यूब बीमस्प्लिटर, हाय परफॉर्मन्स टू चॅनल पीबीएस, हाय पॉवर पोलरायझिंग क्यूब बीमस्प्लिटर, 56° पोलरायझिंग प्लेट बीमस्प्लिटर, डिक्रोइक शीट पोलारिझर्स, नॅफ्रोइक शीट बीमस्प्लिटर ग्लान टेलर पोलारायझर्स, ग्लॅन लेझर पोलारायझर्स, ग्लान थॉम्पसन पोलारायझर्स, वोलास्टन पोलारायझर्स, रोचॉन पोलारायझर्स), व्हेरिएबल सर्कुलर पोलारायझर्स आणि पोलरायझिंग बीम डिस्प्लेसर्स/कॉम्बाइनर्स.