Condivisione della conoscenza ottica-polarizzazione ottica 2

2.2 stati di polarizzazione di base

A. Polarizzazione ellittica

La polarizzazione ellittica è lo stato di polarizzazione più essenziale. In questo caso, i due componenti del campo elettrico hanno una differenza di fase costante (uno si diffonde più velocemente, l'altro più lento), E la differenza di fase non è un numero intero multiplo di (\ pi/2 ). Le amplitudes possono essere uguali o diverse. Quando visto lungo la direzione della propagazione, la traiettoria dell'endoscopio del vettore del campo elettrico delineerà un'ellisse, come mostrato nella figura sotto:

B. Polarizzazione lineare

La polarizzazione lineare è una forma speciale di polarizzazione ellittica. In questo caso, i due componenti del campo elettrico non hanno nessuna differenza di fase e il vettore del campo elettrico oscillano in un singolo piano. Quando viene visualizzato lungo la direzione della propagazione, la traiettoria del punto finale del vettore del campo elettrico è una linea retta. Se le amplificazioni dei due componenti sono le stesse, questo risultato in polarizzazione lineare a 45 gradi, come mostrato nella figura sotto:

C. Polarizzazione circolare

La polarizzazione circolare è una nuova forma speciale di polarizzazione ellittica. In questo caso, i due componenti del campo elettrico hanno una differenza di fase di 90 gradi e la stessa ampiezza. Quando viene visualizzato lungo la direzione della propagazione, la traiettoria del punto finale del vettore del campo elettrico è un cerchio, come mostrato nella figura sotto:

2.3 classificazione delle sorgenti luminose mediante polarizzazione

La luce prodotta direttamente dalle sorgenti luminose ordinarie è una raccolta irregolare di molte luci polarizzate, quindi non è possibile osservare direttamente qualsiasi direzione preferita dall'intensità luminosa. Questo tipo di luce, che ha la stessa intensità in tutte le direzioni di vibrazione, è chiamato luce naturale. Ha uno stato di polarizzazione che varia a caso e le differenze di fase, comprese tutte le direzioni di vibrazione possibile, la direzione della propagazione della luce, e non mostra la polarizzazione. Gli esempi comuni di luce naturale includono la luce solare e la luce delle lampadine domestiche.

La luce completamente polarizzata ha una direzione di oscillazione dell'onda elettromagnetica stabile, con i due componenti del campo elettrico con una differenza di fase costante. Include la luce polarizzata linearly di cui sopra, luce polarizzata ellitticamente e luce polarizzata circolare.

La luce parzialmente polarizzata contiene componenti di luce naturale e luce polarizzata. Ad esempio, i raggi laser che vendiamo spesso non sono completamente polarizzati o non polarizzati, quindi appartengono alla luce parzialmente polarizzata. Per misurare la proporzione della luce polarizzata nell'intensità totale della luce, viene inserito il concetto del grado di polarizzazione (DOP). È il rapporto dell'intensità della luce polarizzata rispetto all'intensità totale della luce, che va da 0 a 1, dove 0 indica la luce non polarizzata e 1 indica la luce completamente polarizzata. Il grado di polarizzazione lineare (DOLP) è il rapporto dell'intensità della luce polarizzata linearly rispetto all'intensità totale della luce e al grado di polarizzazione circolare (DOCP) È il rapporto dell'intensità della luce polarizzata circolare con intensità totale della luce. Nella vita di tutti i giorni, la luce prodotta dalle luci a LED comuni è anche parzialmente polarizzata.

2.4 conversione tra stati di polarizzazione

Molti componenti ottici possono incidere lo stato di polarizzazione di un fascio luminoso. Questi effetti possono essere necessari a volte dall'utente e a volte non. Ad esempio, quando si riflette un fascio luminoso, il suo stato di polarizzazione di solito cambia. Prendendo la luce naturale come esempio, dopo essere stata riflessa da una superficie dell'acqua, diventa una luce parzialmente polarizzata. Il fascio luminoso non si riflette o non passa attraverso alcun mezzo polarizzante, il suo stato di polarizzazione rimane stabile.

Per cambiare in modo quantitativo lo stato di polarizzazione di un fascio luminoso, è possibile utilizzare componenti ottici polarizzanti. Ad esempio, una piastra a quarto d'onda è un componente polarizzante comune realizzato in materiale cristallino birifrattore, con un asse veloce e un asse lento. Può ritardare la fase del vettore di campo elettrico parallelo all'asse lento di (\ pi/2 ) (90 °), mentre il vettore del campo elettrico parallelo all'asse veloce sperimenta nessun ritardo. Così, quando la luce polarizzata linearly con un polare a 45 gradiL'angolo di personalizzazione è incidente su una piastra a onde di un quarto, il fascio di luce trasmissione diventa luce polarizzata circolare, come mostrato nella figura sotto. Primo, un polarizzatore lineare converte la luce naturale in luce polarizzata linearly, e poi la luce polarizzata linearly passa attraverso la piastra a onde a un quarto, diventa luce polarizzata circolare, senza cambio di intensità luminosa. Allo stesso modo, quando il fascio di luce si diffonde nella direzione inversa, la luce polarizzata circolare con un angolo di polarizzazione di 45 gradi incidente sulla piastra a quarto d'onda diventa luce polarizzata linearly.

Utilizzando una sfera di integrazione elencata negli articoli precedenti, la luce polarizzata linearly può essere convertita in luce non polarizzata. Quando la luce polarizzata linearly entra nella sfera di integrazione, riceve più riflessi all'interno della sfera, turbando la vibrazione del campo elettrico. Questo risultato in luce non polarizzata all'estremità di uscita della sfera di integrazione.

2.5 P-luce polarizzata, luce polarizzata S e angolo di Brewster

La luce polarizzata P e la luce polarizzata a S sono entrambe la luce polarizzata linearly con direzioni di polarizzazione arrotondati. Hanno un senso quando prendono in esame il riflesso e la rifrazione dei raggi di luce. Come mostrato nella figura sotto, quando un fascio luminoso è incidente su una superficie, formando travi riflettenti e rifrattate, il piano formato dal fascio luminoso incidente e il normale è definito come il piano di frequenza. La luce P-polarizzata (dalla parola tedesca "parallela") è la luce con una direzione di polarizzazione parallela al piano di frequenza, mentre la luce polarizzata a S (dalla parola tedesca "Senkrecht") È leggero con una direzione di polarizzazione che si abbina al piano di frequenza.

Luce P-polarizzata e S-polarizzata

In casi normali, quando la luce naturale viene riflessa e rifrattata nell'interfaccia di un dielettrico, la luce riflessa e rifrattata è entrambe parzialmente polarizzata. Solo quando l'angolo di frequenza è ad un angolo specifico, lo stato di polarizzazione della luce riflessa è completamente polarizzato a S (dal punto di vista del piano), E lo stato di polarizzazione della luce rifrattata è quasi completamente polarizzato (parallelo al piano di frequenza). Questo angolo specifico di portata è chiamato angolo di Brewster. Quando la luce è incidente sull'angolo di Brewster, la luce riflessa e la luce rifrattata sono arrotondati tra di loro. Utilizzando questa caratteristica, la luce polarizzata linearly può essere generata.