Condivisione della conoscenza ottica-polarizzazione ottica

La luce polarizzata ha tre caratteristiche essenziali: lunghezza d'onda, intensità e polarizzazione. La lunghezza d'onda della luce è facile da capire. Ad esempio, la gamma di lunghezze d'onda della luce visibile è distribuita tra 380 e 780 nm. Anche l'elasticità della luce è facile da afferrare; In contrasto, la caratteristica di polarizzazione della luce indica la direzione della vibrazione del vettore del campo elettrico, che non è visibile né visibile, che rende In generale più difficile da capire.

In pratica, la caratteristica di polarizzazione della luce è particolarmente importante e ha applicazioni diffuse nella vita quotidiana. Per esempio, i display a cristalli liquidi (lcd) abbiamo visto ogni giorno utilizzare la tecnologia di polarizzazione per ottenere display a colori e regolazione a contrasto. Gli occhiali 3D che wear durante la visione di film 3D nei teatri utilizzano anche la polarizzazione della luce.

Per i professionisti che lavorano in ottica, avere una conoscenza completa dei problemi di polarizzazione e applicare questa conoscenza in pratici sistemi ottici può essere molto vantaggioso per il successo di prodotti e progetti. Quindi, a partire da questo articolo, daremo il concetto di polarizzazione della luce in un modo facile da capire, consentire a tutti di ottenere una profonda conoscenza della polarizzazione e di applicare in modo più efficace nel loro lavoro.

Conoscenza di base della polarizzazione

Dal momento che i concetti inclusi sono piuttosto numerosi, li daremo passo dopo passo in diverse sezioni.

2.1 il concetto di polarizzazione

Siamo sicuri che la luce sia un tipo di onda elettromagnetica. Come mostrato nella figura qui sotto, l'onda elettromagnetica è composta da un campo elettrico (E) E un campo magnetico (B) che sono arrotondati agli altri. Questi due campi oscillano nelle loro direzioni e si profanno trasversalmente lungo la direzione della propagazione (Z).

In un'onda elettromagnetica, il vettore del campo elettrico (E) E il vettore del campo magnetico (B) oscillano tra loro E verso la direzione della propagazione dell'onda (Z). La polarizzazione della luce si riferisce in modo specifico all'orientamento E al comportamento del vettore del campo elettrico (E) come l'onda si diffonde.

La consapevolezza del concetto di polarizzazione è vitale perché influenza come la luce interita con i materiali e come può essere manipolata per varie applicazioni. Ad esempio, la luce polarizzata può essere utilizzata per ridurre l'abbagliamento, migliorare il contrasto nei sistemi di imaging e consentire la visualizzazione 3D nei film.

Nelle sezioni che seguono, scaviamo più a fondo i diversi tipi di polarizzazione, come possono essere generati e manipolati e le applicazioni pratiche diProduttori di componenti otticiNella vita di tutti i giorni e sistemi ottici avanzati.

Perché il campo elettrico e il campo magnetico sono arrotondati tra loro, hanno la stessa fase e si espandono nella stessa direzione, in pratica, la polarizzazione della luce viene definita attraverso l'analisi dell'oscillazione del campo elettrico. Come mostrato nella figura qui sotto, il vettore di campo elettrico (\ mathbf{E} ) può essere decomposto in componenti (E_x) E (E_y ). La polarizzazione si riferisce alla distribuzione delle direzioni di oscillazione dei componenti del campo elettrico (E_x) e (E_y) nel tempo e nello spazio.

In più dettagli, il vettore del campo elettrico (\ mathbf{E} ) può essere espresso come: [ \ mathbf{E} = E_x \ hat{i} E_y \ hat{j} ] dove (\ hat{i} ) E (\ hat{j} ) sono vettori di unità nelle direzioni x e y, individualmente.

Il comportamento di (E_x) e (E_y) nel tempo e nello spazio determina il tipo di polarizzazione:

Polarizzazione lineare: If ( E_x) E (E_y) sono in fase (o fuori fase di 180 gradi), il vettore di campo elettrico (\ mathbf{E} ) oscillano in un singolo piano. L'angolo di questo piano dipende dalla relativa magnitude di (E_x) e (E_y ).

Polarizzazione circolare: If ( E_x) E (E_y) hanno la stessa ampiezza ma sono di 90 gradi fuori fase, il vettore di campo elettrico (\ mathbf{E} ) traccia un cerchio nel piano in modo verticale alla direzione di propagazione. La direzione di rotazione (in senso orario o antiorario) determina se è la polarizzazione circolare destrimano o mancini.

Polarizzazione ellittica: If ( E_x) e (E_y) hanno diverse amplificazioni e/o sono fuori fase da una quantità arbitraria diversa da 0 o 90 gradi, il vettore di campo elettrico (\ mathbf{E} ) trAces out an ellisse. Questa è la forma più generale di polarizzazione.

Capendo come oscillano i componenti del campo elettrico (E_x) e (E_y), possiamo fornire una descrizione completa dello stato di polarizzazione della luce. Questa interpretazione è essenziale per la progettazione e l'analisi di sistemi ottici che fanno affidamento sulla polarizzazione, come filtri polarizzanti, display a cristalli liquidi e vari tipi di sensori e dispositivi di comunicazione.