关于偏振片与波片之间的关系
来源: 阅读:387 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,英文名:Polarization(偏极化)

偏振光在光学元器件中应用产品有:偏光片,线偏光,圆偏光,偏振镜,偏振分束镜,起偏器,检偏器,保偏器,偏振分束胶合棱镜,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,具体偏振光的综合物。常常把综合光:U=P+S在光学薄膜设计中U=Tp+Ts或(Rp+Rs),T为透过,R为反射;矢量分为P分量(Paralled水平或平行偏振)和S分量(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,光波矢量的分布可看作是机会均等的,它们的总和与光的传播方向是对称的,即光矢量具有轴对称性、均匀分布、各方向振动的振幅相同,这种光就称为自然光。(即光是散乱无序的,自由派)。

线偏振光

光矢量端点穿越轨迹为直线,即光矢量只沿着一个确定的方向振动,其大小随相位变化、方向不变,称为线偏振光。最大特点是双向性偏振。

椭圆偏振光

光矢量端点穿越轨迹为一椭圆,即光矢量不断旋转,其大小、方向随时间有规律的变化。像电力不稳一样,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为一圆,即光矢量不断旋转,其大小不变,但方向随时间有规律地变化。部分偏振光,像个正弦波有周期性翻滚,最大特点是:单向性偏振。偏振片用途最广的就是用于LCD的液晶显示屏中。所以,拿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,这就是线偏振片(都叫线偏光),反之只有一个面差别大,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就是,加了一片1/4λ的波片。

什么叫波片?

波片,又称为相位延迟片,因为偏振光具有折射率不同,可能用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量产生相位偏移,可用来调整光束的偏振状态。在光学元器件中常见的波片由石英晶体制作而成,主要为四分之一波片和二分之一波片(半波片)。石英晶体(也叫人工水晶或人造晶体)具有双折射率效应,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。四分之一波片(λ/4波片):能使o光和e光光程差为λ/4的晶片。旋转波片使入射光偏振方向与波片两轴夹角为45°,椭圆/圆偏振光经过四分之一波片后,变成了线偏振光。同理,如果入射光偏振方向与波片两轴夹角为45°,线偏振光经过四分之一波片后,变成了圆偏振光。波片(或延迟板)是具有特定双折射的透明片,通常用来控制光束的偏振态。波片具有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)只在有限波长区域和有限入射角范围内能够得到。 

种类和应用

最常见的波片是四分之一波片(λ/4 片)和半波片(λ/2片),其中两线偏振方向的相位延迟差分别为 π/2和π,对应的相位传播距离分别为λ / 4和λ / 2。 

如果光束为线偏振的,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,波片为半波片,那么偏振光仍然是线偏振的,但是偏振方向发生旋转。如果线偏振光与轴夹角为 45°,那么偏振方向旋转90°。 

 如果入射线偏振光与轴之间夹角为 45°,通过四分之一波片可以得到圆偏振光。(其它的线偏振光会变成椭圆偏振光。)反过来,圆偏振光通过四分之一波片可以得到线偏振光。 

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

波片通常由石英晶体(SiO2)制作,因为它在很大的波长范围内具有很高的透明度,并且具有很高的光学质量。还有一些其它的材料(应用于其它波长范围)可以,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。 

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