关于偏振片与波片之间的关系
来源: 阅读:68 发布时间:2024-01-04 13:14:16
关于偏振片与波片之间的关系

偏振光,英文(wén)名:Polarization(偏极化)

偏振光在光學(xué)元器件中应用(yòng)产品有(yǒu):偏光片,線(xiàn)偏光,圆偏光,偏振镜,偏振分(fēn)束镜,起偏器,检偏器,保偏器,偏振分(fēn)束胶合棱镜,法拉递旋转片,旋光片,涡旋波片,单反相机镜头CPL滤镜,激光器旋光器。

自然光,太阳光,普通光源,面光源,OLED,LED灯光叫非偏振光

太阳镜眼,AR/VR眼镜,CCD,COMS,LCD屏,光栅,具體(tǐ)偏振光的综合物(wù)。常常把综合光:U=P+S在光學(xué)薄膜设计中U=Tp+Ts或(Rp+Rs),T為(wèi)透过,R為(wèi)反射;矢量分(fēn)為(wèi)P分(fēn)量(Paralled水平或平行偏振)和S分(fēn)量(Senkrcht垂直偏振)。

自然光

光波是横波,即光波矢量的振动方向垂直于光的传播方向。通常,光源发出的光波,其光波矢量的振动在垂直于光的传播方向上作无规则取向,在空间内,光波矢量的分(fēn)布可(kě)看作是机会均等的,它们的总和与光的传播方向是对称的,即光矢量具有(yǒu)轴对称性、均匀分(fēn)布、各方向振动的振幅相同,这种光就称為(wèi)自然光。(即光是散乱无序的,自由派)。

線(xiàn)偏振光

光矢量端点穿越轨迹為(wèi)直線(xiàn),即光矢量只沿着一个确定的方向振动,其大小(xiǎo)随相位变化、方向不变,称為(wèi)線(xiàn)偏振光。最大特点是双向性偏振。

椭圆偏振光

光矢量端点穿越轨迹為(wèi)一椭圆,即光矢量不断旋转,其大小(xiǎo)、方向随时间有(yǒu)规律的变化。像電(diàn)力不稳一样,忽明忽暗,一会儿P光,一会儿S光受脉冲影响还不稳,形成近视的椭圆。

圆偏振光

光矢量端点穿越轨迹為(wèi)一圆,即光矢量不断旋转,其大小(xiǎo)不变,但方向随时间有(yǒu)规律地变化。部分(fēn)偏振光,像个正弦波有(yǒu)周期性翻滚,最大特点是:单向性偏振。偏振片用(yòng)途最广的就是用(yòng)于LCD的液晶显示屏中。所以,拿(ná)一片祼的偏振片对着显示器水平或垂直或转某个角度,会发现显示器上的图案由黑变亮或由亮变黑,把该偏振片正反面去测试都相同,这就是線(xiàn)偏振片(都叫線(xiàn)偏光),反之只有(yǒu)一个面差别大,反面差别不大就是圆偏振片(都叫圆偏光)。市面上的圆偏振片原理(lǐ)就是,加了一片1/4λ的波片。

什么叫波片?

波片,又(yòu)称為(wèi)相位延迟片,因為(wèi)偏振光具有(yǒu)折射率不同,可(kě)能(néng)用(yòng)薄膜定向拉伸或双折射材料加工而成。使通过波片的两个互相正交的偏振分(fēn)量产生相位偏移,可(kě)用(yòng)来调整光束的偏振状态。在光學(xué)元器件中常见的波片由石英晶體(tǐ)制作而成,主要為(wèi)四分(fēn)之一波片和二分(fēn)之一波片(半波片)。石英晶體(tǐ)(也叫人工水晶或人造晶體(tǐ))具有(yǒu)双折射率效应,依据X,Y,Z三轴方向上,定向切割的角度不同,产生的光程差不同。四分(fēn)之一波片(λ/4波片):能(néng)使o光和e光光程差為(wèi)λ/4的晶片。旋转波片使入射光偏振方向与波片两轴夹角為(wèi)45°,椭圆/圆偏振光经过四分(fēn)之一波片后,变成了線(xiàn)偏振光。同理(lǐ),如果入射光偏振方向与波片两轴夹角為(wèi)45°,線(xiàn)偏振光经过四分(fēn)之一波片后,变成了圆偏振光。波片(或延迟板)是具有(yǒu)特定双折射的透明片,通常用(yòng)来控制光束的偏振态。波片具有(yǒu)一个快轴和一个慢轴,都是垂直于表面和光束传播方向的,并且相互垂直。在快轴方向偏振的光相速度稍大。需要的光延迟(两偏振方向上的相位延迟差)只在有(yǒu)限波長(cháng)區(qū)域和有(yǒu)限入射角范围内能(néng)够得到。 

种类和应用(yòng)

最常见的波片是四分(fēn)之一波片(λ/4 片)和半波片(λ/2片),其中两線(xiàn)偏振方向的相位延迟差分(fēn)别為(wèi) π/2和π,对应的相位传播距离分(fēn)别為(wèi)λ / 4和λ / 2。 

如果光束為(wèi)線(xiàn)偏振的,并且偏振方向是沿着波片的某一个轴,那么偏振方向不改变。 

如果入射的偏振态与任一轴不重合,波片為(wèi)半波片,那么偏振光仍然是線(xiàn)偏振的,但是偏振方向发生旋转。如果線(xiàn)偏振光与轴夹角為(wèi) 45°,那么偏振方向旋转90°。 

 如果入射線(xiàn)偏振光与轴之间夹角為(wèi) 45°,通过四分(fēn)之一波片可(kě)以得到圆偏振光。(其它的線(xiàn)偏振光会变成椭圆偏振光。)反过来,圆偏振光通过四分(fēn)之一波片可(kě)以得到線(xiàn)偏振光。 

在激光器谐振腔中,在增益介质两边放置两个四分(fēn)之一波片可(kě)以实现单频工作(参阅扭曲模技术)。在激光晶體(tǐ)和谐振腔反射镜之间放置一个半波片可(kě)以减小(xiǎo)去极化损耗。半波片和偏振片结合使用(yòng)可(kě)以实现可(kě)调透射率的输出耦合器。 

波片通常由石英晶體(tǐ)(SiO2)制作,因為(wèi)它在很(hěn)大的波長(cháng)范围内具有(yǒu)很(hěn)高的透明度,并且具有(yǒu)很(hěn)高的光學(xué)质量。还有(yǒu)一些其它的材料(应用(yòng)于其它波長(cháng)范围)可(kě)以,例如方解石(CaCO3),氟化镁(MgF2),蓝宝石(Al2O3),云母(一种二氧化硅材料)和一些双折射聚合物(wù)。 

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