1 Işığın polarizasyonu
Işığın dalga boyu, yoğunluk ve polarizasyon olmak üzere üç temel özelliği vardır. Işığın dalga boyunu anlamak kolaydır, ortak görünür ışığı örnek olarak alırsak, dalga boyu aralığı 380~780 nm'dir. Işığın yoğunluğunu anlamak da kolaydır ve bir ışık ışınının güçlü ya da zayıf olup olmadığı, gücün büyüklüğü ile karakterize edilebilir. Bunun aksine, ışığın polarizasyon özelliği, görülemeyen ve dokunulamayan ışığın elektrik alan vektörünün titreşim yönünün açıklamasıdır, bu nedenle gerçekte ışığın polarizasyon karakteristiğini anlamak genellikle kolay değildir. aynı zamanda çok önemlidir ve yaşamda geniş bir uygulama alanına sahiptir; örneğin her gün gördüğümüz sıvı kristal ekran, renkli ekran ve kontrast ayarını gerçekleştirmek için polarizasyon teknolojisinin kullanılması gibi. Sinemada 3D film izlerken 3D gözlükler ışığın polarizasyonuna da uygulanır. Optik çalışmalarla uğraşanlar için polarizasyonun tam olarak anlaşılması ve bunun pratik optik sistemlere uygulanması, ürün ve projelerin başarısını arttırmada çok yardımcı olacaktır. Bu nedenle, bu makalenin başından itibaren ışığın polarizasyonunu tanıtmak için basit bir açıklama kullanacağız, böylece herkes polarizasyon konusunda derinlemesine bir anlayışa sahip olacak ve çalışmalarında daha iyi kullanacaktır.
2 Polarizasyona ilişkin temel bilgiler
Pek çok kavram söz konusu olduğundan, bunları adım adım tanıtmak için bunları birkaç özete böleceğiz.
2.1 Polarizasyon kavramı
Işığın bir çeşit elektromanyetik dalga olduğunu biliyoruz, aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi elektromanyetik dalga birbirine dik olan elektrik alanı E ve manyetik alan B'den oluşur. İki dalga kendi yönlerinde salınır ve Z yayılma yönü boyunca yatay olarak yayılır.
Elektrik alanı ve manyetik alan birbirine dik olduğundan, faz aynıdır ve yayılma yönü aynıdır, dolayısıyla ışığın polarizasyonu, pratikte elektrik alanının titreşimi analiz edilerek tanımlanır.
Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, elektrik alan vektörü E, Ex vektörü ve Ey vektörüne ayrıştırılabilir ve sözde polarizasyon, Ex ve Ey elektrik alan bileşenlerinin salınım yönünün zaman ve uzaydaki dağılımıdır.
2.2 Çeşitli temel kutuplaşma durumları
A. Eliptik polarizasyon
Eliptik polarizasyon, iki elektrik alan bileşeninin sabit bir faz farkına sahip olduğu (biri daha hızlı yayılan, diğeri daha yavaş yayılan) ve faz farkının π/2'nin tamsayı katına eşit olmadığı ve genliğin değişebildiği en temel polarizasyon durumudur. aynı veya farklı olsun. Yayılma yönü boyunca bakarsanız, elektrik alan vektörünün uç nokta yörüngesinin eşyükselti çizgisi aşağıda gösterildiği gibi bir elips çizecektir:
B, doğrusal polarizasyon
Doğrusal polarizasyon, eliptik polarizasyonun özel bir şeklidir; iki elektrik alanı bileşeni faz farkı olmadığında, elektrik alan vektörü aynı düzlemde salınır, yayılma yönü boyunca bakıldığında, elektrik alan vektörünün uç noktası yörünge konturu düz bir çizgidir . İki bileşen aynı genliğe sahipse, bu, aşağıdaki şekilde gösterilen 45 derecelik doğrusal polarizasyondur.
C, dairesel polarizasyon
Dairesel polarizasyon aynı zamanda eliptik polarizasyonun özel bir şeklidir; iki elektrik alanı bileşeni 90 derece faz farkına ve aynı genliğe sahip olduğunda, yayılma yönü boyunca elektrik alan vektörünün uç nokta yörüngesi şekilde gösterildiği gibi bir dairedir. aşağıdaki şekil:
2.3 Işık kaynağının polarizasyon sınıflandırması
Doğrudan sıradan ışık kaynağından yayılan ışık, sayısız polarize ışıktan oluşan düzensiz bir kümedir, dolayısıyla doğrudan gözlemlendiğinde ışık yoğunluğunun hangi yönde saptığı bulunamaz. Her yöne titreşen bu tür ışık dalgası yoğunluğuna doğal ışık denir, ışık dalgasının yayılma yönüne dik olası tüm titreşim yönlerini içeren, rastgele bir polarizasyon durumu ve faz farkına sahiptir, polarizasyon göstermez, ışık dalgasına aittir. polarize olmayan ışık. Yaygın doğal ışık, güneş ışığını, evdeki ampullerden gelen ışığı vb. içerir.
Tamamen polarize ışık, kararlı bir elektromanyetik dalga salınım yönüne sahiptir ve elektrik alanının iki bileşeni, yukarıda bahsedilen doğrusal polarize ışığı, eliptik olarak polarize ışığı ve dairesel polarize ışığı içeren sabit bir faz farkına sahiptir.
Kısmen polarize ışık, ne tam polarize ışık ne de polarize olmayan ışık olan, sıklıkla kullandığımız lazer ışını gibi, doğal ışık ve polarize ışıktan oluşan iki bileşene sahiptir, bu durumda kısmen polarize ışığa aittir. Toplam ışık yoğunluğundaki polarize ışığın oranını ölçmek için, polarize ışık yoğunluğunun, polarize olmayan ışık için 0 ile 1,0 arasında değişen toplam ışık yoğunluğuna oranı olan Polarizasyon Derecesi (DOP) kavramı tanıtılmıştır. ışık, 1 tam polarize ışık için. Ayrıca doğrusal polarizasyon (DOLP), doğrusal polarize ışık yoğunluğunun toplam ışık yoğunluğuna oranıdır; dairesel polarizasyon (DOCP), dairesel polarize ışık yoğunluğunun toplam ışık yoğunluğuna oranıdır. Hayatta, yaygın LED ışıklar kısmen polarize ışık yayar.
2.4 Polarizasyon durumları arasındaki dönüşüm
Birçok optik elemanın ışının polarizasyonu üzerinde bazen kullanıcı tarafından beklenen, bazen de beklenmeyen bir etkisi vardır. Örneğin, bir ışık demeti yansıtılırsa polarizasyonu genellikle değişecektir; su yüzeyinden yansıyan doğal ışık durumunda kısmen polarize ışık haline gelecektir.
Işın yansıtılmadığı veya herhangi bir polarizasyon ortamından geçmediği sürece polarizasyon durumu sabit kalır. Işının polarizasyon durumunu niceliksel olarak değiştirmek isterseniz bunu yapmak için polarizasyon optik elemanını kullanabilirsiniz. Örneğin çeyrek dalga plakası, çift kırılımlı kristal malzemeden yapılmış, hızlı eksen ve yavaş eksen yönlerine bölünmüş ortak bir polarizasyon elemanıdır ve paralel elektrik alan vektörünün π/2 (90°) fazını geciktirebilir. hızlı eksene paralel elektrik alan vektöründe gecikme olmaz, böylece çeyrek dalga plakası üzerine 45 derecelik bir polarizasyon açısında doğrusal polarize ışık geldiğinde, dalga plakasından geçen ışık hüzmesi olur. Aşağıdaki diyagramda gösterildiği gibi dairesel polarize ışık. İlk önce doğal ışık, doğrusal polarizör ile doğrusal polarize ışığa dönüştürülür ve daha sonra doğrusal polarize ışık, 1/4 dalga boyundan geçerek dairesel polarize ışığa dönüşür ve ışık yoğunluğu değişmez.
Benzer şekilde, ışın ters yönde hareket ettiğinde ve dairesel polarize ışık 1/4 plakaya 45 derecelik polarizasyon açısıyla çarptığında, geçen ışın doğrusal polarize ışık haline gelir.
Doğrusal polarize ışık, önceki makalede bahsedilen entegre küre kullanılarak polarize olmayan ışığa dönüştürülebilir. Doğrusal polarize ışık entegre küreye girdikten sonra, küreye birkaç kez yansıtılır ve elektrik alanının titreşimi bozulur, böylece entegre kürenin çıkış ucu polarize olmayan ışık alabilir.
2,5 P ışığı, S ışığı ve Brewster Açısı
Hem P-ışığı hem de S-ışığı doğrusal olarak polarize edilmiştir, birbirlerine dik yönlerde polarize edilmiştir ve ışının yansıması ve kırılması dikkate alındığında kullanışlıdırlar. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, gelen düzlem üzerinde bir ışık demeti parlayarak yansıma ve kırılmayı oluşturur ve gelen ışın ile normalin oluşturduğu düzlem, olay düzlemi olarak tanımlanır. P ışığı (Paralel'in ilk harfi, paralel anlamına gelir) polarizasyon yönü geliş düzlemine paralel olan ışıktır ve S ışığı (Senkrecht'in ilk harfi, dikey anlamına gelir) polarizasyon yönü geliş düzlemine dik olan ışıktır.
Normal koşullar altında, doğal ışık dielektrik arayüzde yansıtıldığında ve kırıldığında, yansıyan ışık ve kırılan ışık kısmen polarize ışıktır; yalnızca geliş açısı belirli bir açı olduğunda, yansıyan ışığın polarizasyon durumu olaya tamamen diktir. S düzlemi polarizasyonu, kırılan ışığın polarizasyon durumu, olay düzlemi P polarizasyonuna neredeyse paraleldir, bu durumda spesifik geliş açısına Brewster Açısı denir. Işık Brewster açısına geldiğinde yansıyan ışık ve kırılan ışık birbirine diktir. Bu özellik kullanılarak doğrusal polarize ışık üretilebilir.
3 Sonuç
Bu yazıda optik polarizasyonla ilgili temel bilgileri tanıtıyoruz, ışık bir elektromanyetik dalgadır, dalga etkisi vardır, polarizasyon ışık dalgasındaki elektrik alan vektörünün titreşimidir. Günlük çalışmalarda sıklıkla kullanılan eliptik polarizasyon, doğrusal polarizasyon ve dairesel polarizasyon olmak üzere üç temel polarizasyon durumunu tanıttık. Farklı polarizasyon derecelerine göre, ışık kaynağı polarize olmayan ışığa, kısmen polarize ışığa ve tamamen polarize ışığa bölünebilir; bunların pratikte ayırt edilmesi ve ayırt edilmesi gerekir. Yukarıdaki birkaçına yanıt olarak.
Temas etmek:
Email:info@pliroptics.com ;
Telefon/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
Ekle:Bina 1, No.1558, istihbarat yolu, qingbaijiang, chengdu, sichuan, çin
Gönderim zamanı: Mayıs-27-2024
