โพลาไรเซอร์

โพลาไรเซอร์ถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์หลักสองสามตัว ซึ่งบางตัวมีความจำเพาะสำหรับเลนส์โพลาไรเซชัน พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดคือ:

การส่งผ่าน: ค่านี้หมายถึงการส่งผ่านแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นในทิศทางของแกนโพลาไรซ์ หรือหมายถึงการส่งผ่านแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์ผ่านโพลาไรเซอร์ การส่งผ่านแบบขนานคือการส่งแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์ผ่านโพลาไรซ์สองตัวโดยมีแกนโพลาไรเซชันวางขนานกัน ในขณะที่การส่งผ่านแบบข้ามคือการส่งผ่านของแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์ผ่านโพลาไรซ์สองตัวที่มีแกนโพลาไรซ์ตัดกัน สำหรับการส่งผ่านโพลาไรเซอร์ในอุดมคติของแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นขนานกับแกนโพลาไรเซชันคือ 100% การส่งสัญญาณแบบขนานคือ 50% และการส่งผ่านข้ามคือ 0% แสงโพลาไรซ์แบบไม่มีโพลาไรซ์ถือได้ว่าเป็นการผสมผสานแบบสุ่มที่แปรผันอย่างรวดเร็วของแสงโพลาไรซ์แบบ p และ s โพลาไรซ์เชิงเส้นในอุดมคติจะส่งเพียงหนึ่งในสองโพลาไรซ์เชิงเส้นเท่านั้น ซึ่งจะช่วยลดความเข้มที่ไม่มีโพลาไรซ์เริ่มต้น I₀ครึ่งหนึ่ง กล่าวคือฉัน = ฉัน₀/2,ดังนั้นการส่งผ่านแบบขนาน (สำหรับแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์) คือ 50% สำหรับแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นที่มีความเข้ม I₀ความเข้มที่ส่งผ่านโพลาไรเซอร์ในอุดมคติ I สามารถอธิบายได้ตามกฎของมาลัส กล่าวคือฉัน = ฉัน₀เพราะ²Øโดยที่ θ คือมุมระหว่างโพลาไรเซชันเชิงเส้นที่ตกกระทบกับแกนโพลาไรเซชัน เราจะเห็นว่าสำหรับแกนขนานนั้น สามารถส่งผ่านได้ 100% ในขณะที่แกน 90° หรือที่รู้จักในชื่อโพลาไรเซอร์แบบไขว้ มีการส่งสัญญาณแบบ 0% ดังนั้นการส่งผ่านแบบข้ามจึงเป็น 0% อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริง การส่งข้อมูลไม่สามารถเป็น 0% ได้อย่างแน่นอน ดังนั้น โพลาไรเซอร์จึงมีคุณลักษณะเฉพาะด้วยอัตราส่วนการสูญเสียตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง ซึ่งสามารถใช้เพื่อกำหนดการส่งผ่านจริงผ่านโพลาไรเซอร์แบบไขว้สองตัว

อัตราส่วนการสูญพันธุ์และระดับโพลาไรเซชัน: โดยทั่วไปคุณสมบัติโพลาไรซ์ของโพลาไรเซอร์เชิงเส้นจะถูกกำหนดโดยระดับของโพลาไรเซชันหรือประสิทธิภาพโพลาไรเซชัน เช่น P=(T₁-T₂)/(ท₁+T₂) และอัตราการสูญพันธุ์ กล่าวคือ ρp=T₂/T₁โดยที่การส่งผ่านหลักของแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นผ่านโพลาไรเซอร์คือ T1 และ T2 T1 คือการส่งผ่านสูงสุดผ่านโพลาไรเซอร์ และเกิดขึ้นเมื่อแกนการส่งผ่านของโพลาไรเซอร์ขนานกับโพลาไรซ์ของลำแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นที่ตกกระทบ T2 คือการส่งผ่านขั้นต่ำผ่านโพลาไรเซอร์ และเกิดขึ้นเมื่อแกนการส่งผ่านของโพลาไรเซอร์ตั้งฉากกับโพลาไรซ์ของลำแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นที่ตกกระทบ

ประสิทธิภาพการสูญพันธุ์ของโพลาไรซ์เชิงเส้นมักแสดงเป็น 1 / ρp : 1 พารามิเตอร์นี้มีช่วงตั้งแต่น้อยกว่า 100:1 (หมายความว่าคุณมีการส่งผ่านแสงโพลาไรซ์ P มากกว่าแสงโพลาไรซ์ S ถึง 100 เท่า) สำหรับโพลาไรซ์แบบแผ่นประหยัดถึง 10⁶:1 สำหรับโพลาไรเซอร์ผลึกแบบรีฟรินเจนต์คุณภาพสูง โดยทั่วไปอัตราการสูญพันธุ์จะแตกต่างกันไปตามความยาวคลื่นและมุมของเหตุการณ์ และจะต้องได้รับการประเมินร่วมกับปัจจัยอื่นๆ เช่น ต้นทุน ขนาด และการส่งผ่านแบบโพลาไรซ์สำหรับการใช้งานที่กำหนด นอกจากอัตราส่วนการสูญเสียแล้ว เรายังสามารถวัดประสิทธิภาพของโพลาไรเซอร์ได้ด้วยการแสดงลักษณะเฉพาะของประสิทธิภาพ ระดับของประสิทธิภาพโพลาไรเซชันเรียกว่า "คอนทราสต์" ซึ่งอัตราส่วนนี้มักใช้เมื่อพิจารณาการใช้งานที่มีแสงน้อยซึ่งการสูญเสียความเข้มเป็นสิ่งสำคัญ

มุมยอมรับ: มุมยอมรับคือค่าเบี่ยงเบนที่ใหญ่ที่สุดจากมุมตกกระทบการออกแบบ ซึ่งโพลาไรเซอร์จะยังคงทำงานอยู่ภายในข้อกำหนดเฉพาะ โพลาไรเซอร์ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบมาให้ทำงานในมุมตกกระทบ 0° หรือ 45° หรือที่มุมบริวสเตอร์ มุมยอมรับมีความสำคัญสำหรับการจัดตำแหน่ง แต่มีความสำคัญเป็นพิเศษเมื่อทำงานกับคานที่ไม่อยู่ในแนวเดียวกัน ตะแกรงลวดและโพลาไรเซอร์ไดโครอิกมีมุมรับที่ใหญ่ที่สุด สูงสุดถึงมุมรับเต็มที่เกือบ 90°

โครงสร้าง: โพลาไรเซอร์มีหลายรูปแบบและดีไซน์ โพลาไรเซอร์แบบฟิล์มบางเป็นฟิล์มบางที่คล้ายกับฟิลเตอร์กรองแสง ตัวแยกลำแสงแบบแผ่นโพลาไรซ์เป็นแผ่นแบนบางที่วางอยู่ในมุมกับลำแสง ตัวแยกลำแสงแบบโพลาไรซ์ทรงลูกบาศก์ประกอบด้วยปริซึมมุมฉากสองตัวที่ติดตั้งไว้ด้วยกันที่ด้านตรงข้ามมุมฉาก

โพลาไรเซอร์แบบรีฟรินเจนต์ประกอบด้วยปริซึมผลึกสองอันที่ติดตั้งไว้ด้วยกัน โดยที่มุมของปริซึมจะถูกกำหนดโดยการออกแบบโพลาไรเซอร์เฉพาะ

ช่องรับแสงที่ชัดเจน: โดยทั่วไปแล้ว ช่องรับแสงที่ชัดเจนจะมีข้อจำกัดมากที่สุดสำหรับโพลาไรเซอร์แบบหักเหแสง เนื่องจากความพร้อมของผลึกบริสุทธิ์เชิงแสงจะจำกัดขนาดของโพลาไรเซอร์เหล่านี้ โพลาไรเซอร์แบบ Dichroic มีรูรับแสงที่ชัดเจนที่ใหญ่ที่สุด เนื่องจากการผลิตทำให้มีขนาดที่ใหญ่ขึ้น

ความยาวเส้นทางแสง: ความยาวแสงจะต้องเคลื่อนที่ผ่านโพลาไรเซอร์ สิ่งสำคัญสำหรับการกระจายตัว ขีดจำกัดความเสียหาย และข้อจำกัดด้านพื้นที่ ความยาวเส้นทางแสงอาจมีนัยสำคัญในโพลาไรเซอร์แบบไบรีฟรินเจนต์ แต่มักจะสั้นในโพลาไรเซอร์แบบไดโครอิก

เกณฑ์ความเสียหาย: เกณฑ์ความเสียหายของเลเซอร์ถูกกำหนดโดยวัสดุที่ใช้ตลอดจนการออกแบบโพลาไรเซอร์ โดยที่โพลาไรเซอร์แบบหักเหแสงโดยทั่วไปจะมีเกณฑ์ความเสียหายสูงสุด ซีเมนต์มักเป็นองค์ประกอบที่ไวต่อความเสียหายจากเลเซอร์มากที่สุด ซึ่งเป็นเหตุให้ตัวแยกลำแสงที่สัมผัสทางแสงหรือโพลาไรเซอร์แบบแบ่งช่องอากาศมีเกณฑ์ความเสียหายที่สูงกว่า