1 Polarisasyon ng liwanag
Ang liwanag ay may tatlong pangunahing katangian, katulad ng wavelength, intensity at polarization. Ang wavelength ng liwanag ay madaling maunawaan, ang pagkuha ng karaniwang nakikitang liwanag bilang isang halimbawa, ang wavelength range ay 380~780nm. Ang intensity ng liwanag ay madaling maunawaan, at kung ang isang sinag ng liwanag ay malakas o mahina ay maaaring mailalarawan sa laki ng kapangyarihan. Sa kabaligtaran, ang katangian ng polariseysyon ng liwanag ay ang paglalarawan ng direksyon ng panginginig ng boses ng vector ng patlang ng kuryente ng liwanag, na hindi nakikita at nahawakan, kaya kadalasan ay hindi madaling maunawaan, gayunpaman, sa katotohanan, ang katangian ng polariseysyon ng liwanag ay napakahalaga din, at may malawak na hanay ng mga aplikasyon sa buhay, tulad ng likidong kristal na display na nakikita natin araw-araw, ang teknolohiyang polariseysyon ay ginagamit upang makamit ang pagpapakita ng kulay at pagsasaayos ng kaibahan. Kapag nanonood ng mga 3D na pelikula sa sinehan, inilalapat din ang 3D na baso sa polarization ng liwanag. Para sa mga nakikibahagi sa optical work, ang ganap na pag-unawa sa polariseysyon at ang paggamit nito sa mga praktikal na optical system ay magiging kapaki-pakinabang sa pagtataguyod ng tagumpay ng mga produkto at proyekto. Samakatuwid, mula sa simula ng artikulong ito, gagamit kami ng isang simpleng paglalarawan upang ipakilala ang polariseysyon ng liwanag, upang ang lahat ay magkaroon ng malalim na pag-unawa sa polariseysyon, at mas mahusay na gamitin sa trabaho.
2 Pangunahing kaalaman sa polariseysyon
Dahil maraming konsepto ang kasangkot, hahatiin natin ang mga ito sa ilang mga buod upang ipakilala ang mga ito nang sunud-sunod.
2.1 Konsepto ng polariseysyon
Alam natin na ang ilaw ay isang uri ng electromagnetic wave, tulad ng ipinapakita sa sumusunod na figure, ang electromagnetic wave ay binubuo ng electric field E at magnetic field B, na patayo sa isa't isa. Ang dalawang alon ay nag-oocillate sa kani-kanilang direksyon at nagpapalaganap nang pahalang sa direksyon ng propagation Z.
Dahil ang electric field at magnetic field ay patayo sa isa't isa, ang phase ay pareho, at ang direksyon ng pagpapalaganap ay pareho, kaya ang polariseysyon ng liwanag ay inilarawan sa pamamagitan ng pagsusuri sa vibration ng electric field sa pagsasanay.
Tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba, ang electric field vector E ay maaaring mabulok sa Ex vector at Ey vector, at ang tinatawag na polarization ay ang pamamahagi ng direksyon ng oscillation ng mga bahagi ng electric field na Ex at Ey sa paglipas ng panahon at espasyo.
2.2 Maraming mga pangunahing estado ng polarisasyon
A. Elliptic polarization
Ang elliptical polarization ay ang pinaka-basic na estado ng polarization, kung saan ang dalawang bahagi ng electric field ay may pare-parehong phase difference (isang propagating mas mabilis, isa propagating mas mabagal), at ang phase difference ay hindi katumbas ng integer multiple ng π/2, at ang amplitude ay maaaring maging pareho o magkaiba. Kung titingnan mo ang direksyon ng propagation, ang contour line ng endpoint trajectory ng electric field vector ay gagawa ng isang ellipse, tulad ng ipinapakita sa ibaba:
B, linear polarization
Ang linear polarization ay isang espesyal na anyo ng elliptic polarization, kapag ang dalawang bahagi ng electric field ay hindi phase difference, ang electric field vector ay umuusad sa parehong eroplano, kung titingnan sa direksyon ng propagation, ang electric field vector endpoint trajectory contour ay isang tuwid na linya . Kung ang dalawang bahagi ay may parehong amplitude, ito ang 45 degree na linear polarization na ipinapakita sa figure sa ibaba.
C, pabilog na polariseysyon
Ang circular polarization ay isa ring espesyal na anyo ng elliptical polarization, kapag ang dalawang bahagi ng electric field ay may 90 degree phase difference at parehong amplitude, kasama ang direksyon ng propagation, ang endpoint trajectory ng electric field vector ay isang bilog, tulad ng ipinapakita sa sumusunod na figure:
2.3 Pag-uuri ng polarisasyon ng pinagmumulan ng liwanag
Ang liwanag na direktang ibinubuga mula sa ordinaryong pinagmumulan ng liwanag ay isang hindi regular na hanay ng hindi mabilang na polarized na ilaw, kaya hindi ito mahahanap kung saang direksyon ang intensity ng liwanag ay bias kapag direktang sinusunod. Ang ganitong uri ng light wave intensity na nag-vibrate sa lahat ng direksyon ay tinatawag na natural na ilaw, mayroon itong random na pagbabago ng polarization state at phase difference, kasama ang lahat ng posibleng direksyon ng vibration na patayo sa direksyon ng light wave propagation, hindi nagpapakita ng polarization, ay kabilang sa di-polarized na ilaw. Kasama sa karaniwang natural na liwanag ang sikat ng araw, liwanag mula sa mga bombilya sa bahay, at iba pa.
Ang ganap na polarized na ilaw ay may matatag na electromagnetic wave oscillation na direksyon, at ang dalawang bahagi ng electric field ay may pare-parehong phase difference, na kinabibilangan ng nabanggit sa itaas na linear polarized light, elliptically polarized light at circular polarized light.
Ang bahagyang polarized na ilaw ay may dalawang bahagi ng natural na liwanag at polarized na ilaw, tulad ng laser beam na madalas nating ginagamit, na hindi ganap na polarized na ilaw o hindi polarized na ilaw, pagkatapos ay kabilang ito sa bahagyang polarized na ilaw. Upang mabilang ang proporsyon ng polarized light sa kabuuang intensity ng liwanag, ang konsepto ng Degree of Polarization (DOP) ay ipinakilala, na ang ratio ng polarized light intensity sa kabuuang intensity ng liwanag, mula 0 hanggang 1,0 para sa unpolarized liwanag, 1 para sa ganap na polarized na liwanag. Bilang karagdagan, ang linear polarization (DOLP) ay ang ratio ng linearly polarized light intensity sa kabuuang light intensity, habang ang circular polarization (DOCP) ay ang ratio ng circularly polarized light intensity sa kabuuang light intensity. Sa buhay, ang mga karaniwang LED na ilaw ay naglalabas ng bahagyang polarized na ilaw.
2.4 Conversion sa pagitan ng mga estado ng polariseysyon
Maraming optical elements ang may epekto sa polarization ng beam, na kung minsan ay inaasahan ng user at kung minsan ay hindi inaasahan. Halimbawa, kung ang isang sinag ng liwanag ay makikita, ang polarisasyon nito ay karaniwang magbabago, sa kaso ng natural na liwanag, na masasalamin sa ibabaw ng tubig, ito ay magiging bahagyang polarized na liwanag.
Hangga't ang sinag ay hindi makikita o dumadaan sa anumang polarizing medium, ang polarization state nito ay nananatiling stable. Kung gusto mong palitan ng dami ang estado ng polarization ng beam, maaari mong gamitin ang polarization optical element para gawin ito. Halimbawa, ang quarter-wave plate ay isang karaniwang elemento ng polarization, na gawa sa birefringent na kristal na materyal, na nahahati sa mabilis na axis at mabagal na axis na mga direksyon, at maaaring maantala ang yugto ng π/2 (90°) ng electric field vector parallel sa mabagal na axis, habang ang electric field vector na kahanay sa mabilis na axis ay walang pagkaantala, upang kapag ang linearly polarized na ilaw ay insidente sa quarter-wave plate sa isang polarization Angle na 45 degrees, Ang sinag ng liwanag sa pamamagitan ng wave plate ay nagiging pabilog na polarized na ilaw, tulad ng ipinapakita sa diagram sa ibaba. Una, ang natural na ilaw ay binago sa linearly polarized light na may linear polarizer, at pagkatapos ay ang linearly polarized na ilaw ay dumadaan sa 1/4 wavelength at nagiging circularly polarized light, at ang light intensity ay hindi nagbabago.
Katulad nito, kapag ang sinag ay naglalakbay sa tapat na direksyon at ang pabilog na polarized na ilaw ay tumama sa 1/4 na plato sa isang 45 degree na anggulo ng polarisasyon, ang dumadaan na sinag ay nagiging linearly polarized na liwanag.
Ang linearly polarized na ilaw ay maaaring mapalitan ng unpolarized na ilaw sa pamamagitan ng paggamit ng integrating sphere na binanggit sa nakaraang artikulo. Matapos ang linearly polarized na ilaw ay pumasok sa integrating sphere, ito ay makikita ng ilang beses sa globo, at ang vibration ng electric field ay nagambala, upang ang output na dulo ng integrating sphere ay maaaring makakuha ng non-polarized na ilaw.
2.5 P light, S light at Brewster Angle
Parehong P-light at S-light ay linearly polarized, polarized sa patayo na direksyon sa isa't isa, at ang mga ito ay kapaki-pakinabang kapag isinasaalang-alang ang reflection at repraksyon ng beam. Gaya ng ipinapakita sa figure sa ibaba, isang sinag ng liwanag ang kumikinang sa incident plane, na bumubuo ng reflection at refraction, at ang plane na nabuo ng incident beam at ang normal ay tinukoy bilang incident plane. Ang P light (unang titik ng Parallel, ibig sabihin ay parallel) ay liwanag na ang direksyon ng polarization ay parallel sa plane of incidence, at S light (unang titik ng Senkrecht, ibig sabihin patayo) ay liwanag na ang direksyon ng polarization ay patayo sa plane of incidence.
Sa ilalim ng normal na mga pangyayari, kapag ang natural na liwanag ay makikita at na-refracte sa dielectric na interface, ang sinasalamin na ilaw at refracted na ilaw ay bahagyang polarized na ilaw, kapag ang anggulo ng saklaw ay isang tiyak na Anggulo, ang estado ng polarisasyon ng nakalarawan na ilaw ay ganap na patayo sa insidente. Plane S polariseysyon, ang estado polariseysyon ng refracted liwanag ay halos parallel sa insidente plane P polariseysyon, sa oras na ito ang tiyak na saklaw Anggulo ay tinatawag na Brewster Anggulo. Kapag ang liwanag ay naganap sa Brewster Angle, ang sinasalamin na liwanag at ang refracted na ilaw ay patayo sa isa't isa. Gamit ang property na ito, maaaring makagawa ng linearly polarized na ilaw.
3 Konklusyon
Sa papel na ito, ipinakilala namin ang pangunahing kaalaman ng optical polarization, ang ilaw ay isang electromagnetic wave, na may epekto ng wave, ang polariseysyon ay ang vibration ng electric field vector sa light wave. Ipinakilala namin ang tatlong pangunahing estado ng polarization, elliptic polarization, linear polarization at circular polarization, na kadalasang ginagamit sa pang-araw-araw na gawain. Ayon sa iba't ibang antas ng polariseysyon, ang pinagmumulan ng ilaw ay maaaring nahahati sa di-polarized na ilaw, bahagyang polarized na ilaw at ganap na polarized na ilaw, na kailangang makilala at madiskrimina sa pagsasanay. Bilang tugon sa ilan sa itaas.
Makipag-ugnayan sa:
Email:info@pliroptics.com ;
Telepono/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
Idagdag: Building 1, No.1558, intelligence road, qingbaijiang, chengdu, sichuan, china
Oras ng post: Mayo-27-2024
