?偏振是光的重要特征。偏振片是控制您的偏振,透射所需的偏振態(tài),同時(shí)反射,吸收或偏離其余部分的關(guān)鍵光學(xué)元件。偏振片設(shè)計(jì)種類繁多,每種都有其優(yōu)缺點(diǎn)。為了幫助您選擇適合您的偏振片,我們將討論偏振片規(guī)格以及不同類型的偏振片設(shè)計(jì)。
偏振片由一些關(guān)鍵參數(shù)定義,其中一些特定于偏振光學(xué)器件。重要的特征是:消光比和偏振度:線性偏振片的偏振特性通常由偏振度或偏振效率P及其消光比ρp定義。遵循《光學(xué)手冊(cè)》中給出的形式主義,偏振片的主要透射率是T1和T2。 T1是偏振片的max透射率,并且在偏振片的軸平行于入射偏振光束的偏振平面時(shí)發(fā)生。 T2是偏振片的敏透射率,并且在偏振片的軸垂直于入射偏振光束的偏振平面時(shí)發(fā)生。
線性偏振片的消光性能通常表示為1 /ρp:1。此參數(shù)的范圍從經(jīng)濟(jì)型片狀偏振片的不到100:1到高質(zhì)量雙折射晶體偏振片的106:1不等。消光比通常隨波長(zhǎng)和入射角而變化,并且必須與給定應(yīng)用的其他因素一起評(píng)估,例如成本,尺寸和偏振透射率。
該值是指在偏振軸方向上線性偏振的光的透射率,或者是指通過(guò)偏振片的非偏振光的透射率。平行透射是通過(guò)兩個(gè)偏振片的偏振軸平行排列的非偏振光的透射,而交叉透射是通過(guò)兩個(gè)偏振片的偏振軸交叉的偏振片的非偏振光的透射。對(duì)于理想的偏振片,平行于偏振軸的線性偏振光的透射率為100%,平行透射率為50%,交叉透射率為0%??梢愿鶕?jù)偏振簡(jiǎn)介中所述的馬盧斯定律進(jìn)行計(jì)算。
接受角是與設(shè)計(jì)入射角的max偏差,在該角度下,偏振片仍將在規(guī)格范圍內(nèi)工作。大多數(shù)偏光鏡設(shè)計(jì)為可在0°或45°的入射角或布魯斯特角下工作。接受角對(duì)于對(duì)準(zhǔn)很重要,但在處理非準(zhǔn)直光束時(shí)尤其重要。線柵和二向色偏振片的接收角max,max接收角幾乎為90°
偏光鏡有多種形式和設(shè)計(jì)。薄膜偏振片是類似于濾光片的薄膜。偏振片分束器是與光束成一定角度放置的薄平板。偏振立方分光鏡由兩個(gè)直角棱鏡組成,兩個(gè)直角棱鏡安裝在斜邊處。雙折射偏振片由兩個(gè)安裝在一起的晶體棱鏡組成,其中棱鏡的角度由特定的偏振片設(shè)計(jì)確定。
通光孔徑通常是雙折射偏振片的限制,因?yàn)楣鈱W(xué)純晶體的可用性限制了這些偏振片的尺寸。二向色偏振片具有max的可用凈孔徑,因?yàn)槠渲圃爝m合更大尺寸。
光必須穿過(guò)偏振片的長(zhǎng)度。對(duì)于色散,損傷閾值和空間限制很重要,光路長(zhǎng)度在雙折射偏振片中可能很重要,但在二向色偏振片中通常很短。
激光損傷閾值由所用材料以及偏振片設(shè)計(jì)確定,其中雙折射偏振片通常具有高損傷閾值。膠合通常是容易受到激光損壞的元素,這就是為什么光學(xué)接觸式分束器或空分雙折射偏振片具有更高的損壞閾值的原因。
某些偏振片需要非常大且非常純凈的晶體,這很昂貴,而另一些偏振片則由拉伸塑料制成,因此更加經(jīng)濟(jì)。
二向色偏振片可透射所需的偏振并吸收其余的偏振。這是通過(guò)偏振片中的各向異性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常見(jiàn)的例子是取向的聚合物分子和拉伸的納米顆粒。從低成本的層壓塑料偏振片到精密的高成本玻璃納米粒子偏振片,這是一類廣泛的偏振片。相對(duì)于其成本,大多數(shù)二向色偏振片具有良好的消光比。盡管在此方面玻璃二向色偏振片要優(yōu)于塑料二向色偏振片,但是它們的破壞閾值和環(huán)境穩(wěn)定性通常受到限制。二向色偏振片非常適合顯微鏡,成像和顯示應(yīng)用,當(dāng)需要非常大的孔徑時(shí),它通常是唯一的選擇。
反射型偏振片透射所需的偏振并反射其余的偏振。他們要么使用線柵,布魯斯特角,要么使用干涉效果。布魯斯特角是根據(jù)菲涅耳方程式僅反射s偏振光的角度。因?yàn)閜偏振光不被反射,而s偏振光被部分反射,所以透射光富含p偏振。
反射型偏振片,可以用作立方分束器,平板分束器或薄膜,反射不需要的偏振態(tài)
雙折射偏振片可透射所需的偏振,并使其余的偏振。它們依賴于雙折射晶體,其中光的折射率取決于其偏振。非垂直入射的非偏振光在進(jìn)入晶體時(shí)將分成兩個(gè)獨(dú)立的光束,因?yàn)镾偏振和P偏振光的折射會(huì)有所不同。大多數(shù)設(shè)計(jì)由兩個(gè)連接的雙折射棱鏡組成,它們的連接角度和光軸的相對(duì)方向決定了偏振片的功能。因?yàn)檫@些偏振片需要光學(xué)純的晶體,所以它們很昂貴,但是具有很高的激光損傷閾值,好的消光比和寬波長(zhǎng)范圍。
晶體偏振片,例如格蘭-泰勒偏振片,利用其晶體材料的雙折射特性,可以透射所需的偏振光并使其余的偏振光偏離
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