Muhtasari
Optics ya polarization hutumiwa kubadili hali ya polarization ya mionzi ya tukio. Michanganyiko yetu ya macho ni pamoja na viambatanisho, vibao vya mawimbi / virudisha nyuma, viondoa polarizer, vizungurushi vya faraday, na vitenganishi vya macho juu ya safu za mionzi ya UV, inayoonekana au ya IR.
1064 nm Rotator ya Faraday
Kitenganishi cha Nafasi Bila Malipo
Nguvu ya Juu ya Nd-YAG Polarizer
Muundo wa macho mara kwa mara huzingatia urefu wa wimbi na ukubwa wa mwanga, huku ukipuuza mgawanyiko wake. Polarization, hata hivyo, ni mali muhimu ya mwanga kama wimbi. Mwanga ni wimbi la umeme, na uwanja wa umeme wa wimbi hili huzunguka kwa mwelekeo wa uenezi. Hali ya polarization inaelezea mwelekeo wa oscillation ya wimbi kuhusiana na mwelekeo wa uenezi. Nuru inaitwa unpolarized ikiwa mwelekeo wa uwanja huu wa umeme unabadilika kwa nasibu kwa wakati. Ikiwa mwelekeo wa uwanja wa umeme wa mwanga umeelezwa vizuri, inaitwa mwanga wa polarized. Chanzo cha kawaida cha mwanga wa polarized ni laser. Kulingana na jinsi uwanja wa umeme unavyoelekezwa, tunaainisha mwangaza wa polarized katika aina tatu za polarizations:
★Mgawanyiko wa mstari: mzunguuko na uenezi upo kwenye ndege moja.Theuwanja wa umeme wa mwanga wa polarized linearly cinashikilia mbili perpendicular, sawa katika amplitude, linear vipengele ambavyo havina tofauti ya awamu.Sehemu ya matokeo ya umeme ya mwanga imefungwa kwa ndege moja kando ya mwelekeo wa uenezi.
★Mgawanyiko wa mduara: uelekeo wa mwanga hubadilika kadri muda unavyopita kwa mtindo wa helical. Sehemu ya umeme ya mwanga ina vipengele viwili vya mstari ambavyo ni perpendicular kwa kila mmoja, sawa na amplitude, lakini kuwa na tofauti ya awamu ya π/2. Matokeo ya uwanja wa umeme wa mwanga huzunguka kwenye mduara karibu na mwelekeo wa uenezi.
★Mgawanyiko wa duaradufu: uga wa kielektroniki wa mwanga wa kiduara uliochanika huelezea duaradufu, ikilinganishwa na mduara kwa mgawanyiko wa duara. Sehemu hii ya umeme inaweza kuzingatiwa kama mchanganyiko wa vijenzi viwili vya mstari vilivyo na amplitudo tofauti na/au tofauti ya awamu ambayo si π/2. Haya ndiyo maelezo ya jumla zaidi ya mwanga uliochanika, na mwanga wa mviringo na wa mstari unaweza kutazamwa kama matukio maalum ya mwanga wa elliptically polarized.
Hali mbili za mgawanyiko wa Mistari ya othogonal mara nyingi hujulikana kama "S" na "P",waohufafanuliwa na mwelekeo wao wa jamaa kwa ndege ya matukio.Mwanga wa P-polarizedambayo inazunguka sambamba na ndege hii ni "P", wakati mwanga wa s-polarized ambao una uwanja wa umeme uliowekwa pembeni na ndege hii ni "S".Polarizersni vipengele muhimu vya macho kwa ajili ya kudhibiti ugawanyiko wako, kusambaza hali ya mgawanyiko unaohitajika wakati wa kuakisi, kunyonya au kupotoka vingine. Kuna aina nyingi za polarizer, kila moja ina faida na hasara zake. Ili kukusaidia kuchagua polarizer bora zaidi kwa programu yako, tutajadili vipimo vya polarizer na pia mwongozo wa uteuzi wa polarizer.
P na S pol. hufafanuliwa na mwelekeo wao wa jamaa kwa ndege ya matukio
Vipimo vya Polarizer
Polarizers hufafanuliwa na vigezo vichache muhimu, ambavyo baadhi ni maalum kwa optics ya polarization. Vigezo muhimu zaidi ni:
⊙Usambazaji: Thamani hii aidha inarejelea upitishaji wa mwanga uliogawanyika kwa mstari katika mwelekeo wa mhimili wa utengano, au upitishaji wa mwanga usio na polar kupitia polarizer. Usambazaji sambamba ni upitishaji wa nuru isiyo na kipenyo kwa njia ya vichanganuzi viwili vilivyo na shoka zao za utengano zikiwa zimesawazishwa, wakati upitishaji unaovuka ni upitishaji wa nuru isiyo na kipenyo kupitia vipenyo viwili na shoka zao za ubaguzi zikiwa zimevuka. Kwa polarizers bora upitishaji wa mwanga wa mstari wa polarized sambamba na mhimili wa polarization ni 100%, maambukizi ya sambamba ni 50% na maambukizi yaliyovuka ni 0%. Nuru isiyo na mwanga inaweza kuchukuliwa kuwa mchanganyiko wa nasibu unaobadilika kwa kasi wa p- na s-polarized. Kipenyo bora cha mstari kitasambaza moja tu kati ya migawanyiko miwili ya mstari, na hivyo kupunguza kiwango cha awali kisicho na polar I.0kwa nusu, yaani,Mimi = mimi0/2,hivyo maambukizi sambamba (kwa mwanga usio na polarized) ni 50%. Kwa mwanga wa polarized wenye mkazo I0, nguvu inayopitishwa kupitia polarizer bora, I, inaweza kuelezewa na sheria ya Malus, yaani,Mimi = mimi0cos2Øambapo θ ni pembe kati ya mgawanyiko wa mstari wa tukio na mhimili wa ugawaji. Tunaona kwamba kwa shoka zinazofanana, maambukizi ya 100% yanapatikana, wakati kwa shoka 90 °, pia inajulikana kama polarizers zilizovuka, kuna maambukizi ya 0%, hivyo maambukizi yaliyovuka ni 0%. Walakini katika programu za ulimwengu halisi upitishaji hauwezi kamwe kuwa 0% haswa, kwa hivyo, polarizers ina sifa ya uwiano wa kutoweka kama ilivyoelezwa hapa chini, ambayo inaweza kutumika kubainisha upitishaji halisi kupitia polarizers mbili zilizovuka.
⊙Uwiano wa Kutoweka na Kiwango cha Ugawanyiko: Sifa za kugawanya za polarizer ya mstari kawaida hufafanuliwa na kiwango cha polarization au ufanisi wa ugawanyiko, yaani, P=(T.1-T2)/(T1+T2) na uwiano wake wa kutoweka, yaani, ρp=T2/T1ambapo upitishaji kuu wa mwanga wa mstari wa polarized kupitia polarizer ni T1 na T2. T1 ni maambukizi ya kiwango cha juu kupitia polarizer na hutokea wakati mhimili wa maambukizi ya polarizer ni sambamba na ugawanyiko wa boriti ya polarized ya tukio; T2 ni kiwango cha chini cha upitishaji kupitia polarizer na hutokea wakati mhimili wa upitishaji wa polarizer ni sawa na ugawanyiko wa boriti ya polarized ya tukio.
Utendaji wa kutoweka wa kipenyo cha mstari mara nyingi huonyeshwa kama 1 / ρp : 1. Kigezo hiki ni kati ya chini ya 100:1 (ikimaanisha kuwa una maambukizi mara 100 zaidi kwa mwanga wa P polarized kuliko S polarized mwanga) kwa polarizers za kiuchumi hadi 10.6:1 kwa vichanganuzi vya fuwele vya ubora wa juu vyenye nyuzinyuzi mbili. Uwiano wa kutoweka kwa kawaida hutofautiana kulingana na urefu wa mawimbi na pembe ya tukio na lazima utathminiwe pamoja na vipengele vingine kama vile gharama, saizi na usambazaji wa polarized kwa programu fulani. Mbali na uwiano wa kutoweka, tunaweza kupima utendakazi wa polarizer kwa kubainisha ufanisi. Kiwango cha ufanisi wa mgawanyiko huitwa "kinyume", uwiano huu hutumiwa kwa kawaida wakati wa kuzingatia utumizi wa mwanga wa chini ambapo hasara za nguvu ni muhimu.
⊙Pembe ya kukubalika: Pembe ya kukubali ndiyo mkengeuko mkubwa zaidi kutoka kwa pembe ya matukio ya muundo ambapo kipenyo bado kitafanya kazi ndani ya vipimo. Wengi wa polarizer wameundwa kufanya kazi kwa pembe ya matukio ya 0 ° au 45 °, au kwa pembe ya Brewster. Pembe ya kukubalika ni muhimu kwa upatanishi lakini ina umuhimu fulani wakati wa kufanya kazi na mihimili isiyo na mgongano. Gridi ya waya na polarizer za dichroic zina pembe kubwa zaidi za kukubalika, hadi pembe kamili ya kukubalika ya karibu 90°.
⊙Ujenzi: Polarizers huja katika aina nyingi na miundo. Polarizers za filamu nyembamba ni filamu nyembamba sawa na filters za macho. Mihimili ya sahani ya polarizing ni nyembamba, sahani za gorofa zimewekwa kwenye pembe kwa boriti. Mihimili ya mchemraba ya kugawanyika hujumuisha prismu mbili za pembe ya kulia zilizowekwa pamoja kwenye hypotenuse.
Birefringent polarizers hujumuisha prism mbili za fuwele zilizowekwa pamoja, ambapo angle ya prisms imedhamiriwa na muundo maalum wa polarizer.
⊙Kipenyo kisicho na uwazi kwa kawaida ni kizuwizi zaidi kwa vitenganishi vilivyo na pindo mbili kwani upatikanaji wa fuwele safi huweka kikomo saizi ya vichanganuzi hivi. Vipenyo vya Dichroic vina tundu kubwa zaidi zinazopatikana kwa kuwa uundaji wao hujitolea kwa saizi kubwa zaidi.
⊙Urefu wa njia ya macho: Mwangaza wa urefu lazima upitie kipenyo. Muhimu kwa mtawanyiko, vizingiti vya uharibifu, na vikwazo vya nafasi, urefu wa njia ya macho unaweza kuwa muhimu katika polarizers ya pande mbili lakini kwa kawaida ni fupi katika polarizers dichroic.
⊙Kiwango cha juu cha uharibifu: Kizingiti cha uharibifu wa leza huamuliwa na nyenzo inayotumiwa pamoja na muundo wa polarizer, kwa kawaida polarizers za birefringent huwa na kiwango cha juu zaidi cha uharibifu. Saruji mara nyingi ndicho kipengele kinachoshambuliwa zaidi na uharibifu wa leza, ndiyo maana mihimili iliyoguswa kwa macho au polarizer za hewa zilizo na nafasi mbili zina vizingiti vya juu vya uharibifu.
Mwongozo wa Uchaguzi wa Polarizer
Kuna aina kadhaa za polarizers ikijumuisha dichroic, mchemraba, gridi ya waya, na fuwele. Hakuna aina moja ya polarizer inayofaa kwa kila programu, kila mmoja ana uwezo wake wa kipekee na udhaifu.
Dichroic Polarizers husambaza hali maalum ya ugawanyiko huku wakizuia wengine wote. Ujenzi wa kawaida unajumuisha substrate moja iliyofunikwa au filamu ya polymer dichroic, iliyo na sahani mbili za kioo. Wakati boriti ya asili inapita kupitia nyenzo ya dichroic, moja ya sehemu ya polarization ya orthogonal ya boriti inafyonzwa kwa nguvu na nyingine hutoka kwa kunyonya dhaifu. Kwa hivyo, polarizer ya karatasi ya dichroic inaweza kutumika kubadilisha boriti iliyogawanywa nasibu kuwa boriti iliyogawanywa kwa mstari. Ikilinganishwa na prismu za polarizing, polarizer ya karatasi ya dichroic inatoa ukubwa mkubwa zaidi na angle inayokubalika. Wakati utaona kutoweka kwa juu kwa uwiano wa gharama, ujenzi hupunguza matumizi ya leza za nguvu za juu au joto la juu. Polarizers ya Dichroic inapatikana katika aina mbalimbali, kuanzia filamu ya laminated ya gharama nafuu hadi polarizers ya juu ya utofautishaji wa usahihi.
Polarizers ya Dichroic inachukua hali ya polarization isiyohitajika
Polarizing Cube Beamsplitters hufanywa kwa kuunganisha prism mbili za pembe ya kulia na hypotenuse iliyofunikwa. Mipako ya polarizing kawaida hujengwa kwa tabaka zinazopishana za nyenzo za juu na za chini ambazo huakisi mwanga wa S polarized na kusambaza P. Matokeo yake ni mihimili miwili ya orthogonal katika umbo ambalo ni rahisi kupachika na kupangilia. Mipako ya kuweka mgawanyiko kwa kawaida inaweza kuhimili msongamano mkubwa wa nguvu, hata hivyo viungio vinavyotumiwa kuweka saruji kwenye cubes vinaweza kushindwa. Hali hii ya kutofaulu inaweza kuondolewa kupitia mawasiliano ya macho. Ingawa kwa kawaida tunaona utofautishaji wa juu wa boriti inayosambazwa, utofautishaji unaoakisiwa kawaida huwa chini.
Vigawanyiko vya gridi ya waya vina safu ya waya hadubini kwenye sehemu ndogo ya glasi ambayo hupitisha mwanga wa P-Polarized na kuakisi mwanga wa S-Polarized. Kwa sababu ya hali ya kiufundi, vichanganuzi vya gridi ya waya vina ukanda wa urefu wa mawimbi ambao unazuiliwa tu na upitishaji wa substrate na kuifanya kuwa bora kwa utumizi wa bendi pana zinazohitaji utofautishaji wa hali ya juu.
Polarization perpendicular kwa waya za metali hupitishwa
Crystalline polarizer hupitisha mgawanyiko unaotaka na kupotosha sehemu nyingine kwa kutumia sifa zinazoingiliana za nyenzo zao za fuwele.
Viweka rangi za fuwele hutumia sifa za kuunganishwa kwa pande mbili za substrate ili kubadilisha hali ya mgawanyiko wa mwanga unaoingia. Nyenzo zenye nyuzinyuzi mbili zina fahirisi tofauti kidogo za mkiano kwa mwanga uliogawanyika katika mielekeo tofauti na kusababisha hali tofauti za mgawanyiko kusafiri kupitia nyenzo kwa kasi tofauti.
Polarizer za Wollaston ni aina ya polarizer za fuwele ambazo zinajumuisha prismu mbili za pembe za kulia zilizounganishwa pamoja, ili shoka zao za macho ziwe za pembeni. Kwa kuongeza kiwango cha juu cha uharibifu wa polarizer za fuwele huwafanya kuwa bora kwa matumizi ya laser.
Polarizer ya Wollaston
Msururu mpana wa vichanganuzi vya Paralight Optics ni pamoja na Mihimili ya Polarizing Cube, PBS ya Utendaji wa Juu ya Chaneli Mbili, Mihimili ya Mchemraba wa Nguvu ya Juu ya Kuchangamsha, Mihimili ya Plate ya 56° ya Polarizing, Mihimili ya Bamba ya Kuchangamsha ya 45°, Vibaluzi vya Karatasi ya Dichroic, Vibaluli vya Uwekaji kioo vya Nano Taylor Polarizers, Glan Laser Polarizers, Glan Thompson Polarizers, Wollaston Polarizers, Rochon Polarizers), Variable Circular Polarizers, na Polarizing Beam Displacers / Combiners.
Laser Line Polarizers
Kwa habari zaidi juu ya macho ya ubaguzi au kupata nukuu, tafadhali wasiliana nasi.
