Optik bilgi paylaşımı-optik polarizasyon 2

2.2 temel polarizasyon durumları

A. Eliptik polarizasyon

Eliptik polarizasyon en temel polarizasyon durumudur. Bu durumda, iki elektrik alan bileşeninin sabit bir faz farkı vardır (biri daha hızlı yayılır, diğeri daha yavaş), ve faz farkı (\ pi/2) bir tamsayı çoklu değildir. Amplitudes aynı veya farklı olabilir. Yayılma yönü boyunca görüntülendiğinde, elektrik alan vektörünün uç noktasının trajectory gesi aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi bir elips çizecektir:

B. Doğrusal polarizasyon

Doğrusal polarizasyon, eliptik polarizasyonun özel bir şeklidir. Bu durumda, iki elektrik alan bileşeninin faz farkı yoktur ve elektrik alan vektörü tek bir düzlemde salınır. Yayılma yönü boyunca görüntülendiğinde, elektrik alan vektörünün uç noktasının trajectory gesi düz bir çizgidir. İki bileşenlerin amplitudes aynı ise, bu aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi 45 derecelik doğrusal polarizasyon ile sonuçlanır:

C. Dairesel polarizasyon

Dairesel polarizasyon, eliptik polarizasyonun başka bir özel şeklidir. Bu durumda, iki elektrik alan bileşeni 90 derece faz farkı ve aynı genliğe sahiptir. Yayılma yönü boyunca görüntülendiğinde, elektrik alan vektörünün uç noktasının trajectory gesi aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi bir çemberdir:

Işık kaynaklarının polarizasyonla % 2.3 sınıflandırılması

Doğrudan sıradan ışık kaynaklarından yayılan ışık, sayısız polarize ışığın düzensiz bir koleksiyonudur, bu nedenle doğrudan ışık yoğunluğunun herhangi bir yönünü gözlemlemek mümkün değildir. Titreşimin her yönüyle aynı yoğunluğa sahip olan bu ışık türü doğal ışık olarak adlandırılır. Işık yayılımı yönüne dik tüm olası titreşim yönleri de dahil olmak üzere rastgele değişen polarizasyon durumları ve faz farklılıkları vardır ve polarizasyon göstermez. Doğal ışığın ortak örnekleri güneş ışığını ve ev ampullerinden gelen ışığı içerir.

Tamamen polarize ışık sabit bir faz farkı olan elektrik alanının iki bileşeni ile, istikrarlı bir elektromanyetik dalga salınım yönüne sahiptir. Yukarıda belirtilen doğrusal polarize ışığı, eliptik polarize ışığı ve dairesel polarize ışığı içerir.

Kısmen polarize ışık hem doğal ışık hem de polarize ışığın bileşenlerini içerir. Örneğin, sıklıkla kullandığımız lazer ışınları tamamen polarize edilmemiş veya polarize edilmemiş değildir, bu yüzden kısmen polarize edilmiş ışığa aittir. Toplam ışık yoğunluğunda polarize ışığın oranını ölçmek için polarizasyon derecesi (DOP) kavramı tanıtıldı. Polarize ışığın yoğunluğunun toplam ışık yoğunluğuna oranı, 0'dan 1'e kadar, 0'ın polarize olmayan ışığı gösterdiği ve 1'in tamamen polarize ışığı gösterdiği orandır. Ek olarak, doğrusal polarizasyon derecesi (DOLP), doğrusal polarize ışığın yoğunluğunun toplam ışık yoğunluğuna ve dairesel polarizasyon derecesine (DOCP) oranıdır. Dairesel polarize ışığın yoğunluğunun toplam ışık yoğunluğuna oranı. Günlük hayatta, ortak LED ışıklardan yayılan ışık da kısmen polarize ışıktır.

Polarizasyon durumları arasında % 2.4 dönüşüm

Birçok optik bileşen, bir ışık ışınının polarizasyon durumunu etkileyebilir. Bu etkiler bazen kullanıcı tarafından istenebilir ve bazen değil. Örneğin, bir ışık ışını yansıtıldığında, polarizasyon durumu genellikle değişir. Doğal ışığı örnek olarak almak, bir su yüzeyinden yansıtıldıktan sonra, kısmen polarize ışık olur. Işık demeti yansımadığı veya herhangi bir polarizasyon ortamından geçmediği sürece, polarizasyon durumu sabit kalır.

Işık ışınının polarizasyon durumunu kantitatif olarak değiştirmek için polarize optik bileşenler kullanılabilir. Örneğin, çeyrek dalga plakası, hızlı bir eksen ve yavaş bir eksen ile birefringent kristal malzemeden yapılmış ortak bir polarizasyon bileşenidir. Elektrik alan vektörünün fazını yavaş eksene paralel olarak (\ pi/2 ) (90 °) geciktirebilir, elektrik alan vektörü hızlı eksene paralel iken gecikme olmaz. Böylece, 45 derecelik bir polarizasyon angl ile doğrusal polarize ışık olduğundaE çeyrek dalga plakasında bir olay, iletilen ışık demeti aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi dairesel polarize ışık haline gelir. İlk olarak, doğrusal bir polarize doğal ışığı doğrusal polarize ışığa dönüştürür ve daha sonra doğrusal polarize ışık çeyrek dalga plakasından geçer, ışık yoğunluğunda hiçbir değişiklik olmadan dairesel polarize ışık haline gelir. Benzer şekilde, ışık demeti ters yönde yayıldığında, çeyrek dalga plakasında 45 derecelik bir polarizasyon açısı olayı olan dairesel polarize ışık doğrusal polarize ışık haline gelir.

Önceki makalelerde belirtilen entegre bir küre kullanarak, doğrusal polarize ışık polarize olmayan ışığa dönüştürülebilir. Doğrusal polarize ışık entegre küreye girdiğinde, kürenin içindeki birden fazla yansımaya maruz kalır ve elektrik alanının titreşimini bozar. Bu, entegre kürenin çıkış ucunda polarize olmayan ışıkla sonuçlanır.

2.5 P-polarize ışık, s-polarize ışık ve brewster'ın açısı

P-polarize ışık ve s-polarize ışık, dikey polarizasyon yönleriyle doğrusal polarize ışıktır. Işık ışınlarının yansıması ve kırılması göz önüne alındığında anlamlılar. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, bir ışık huzmesi bir yüzeyde meydana geldiğinde, yansıyan ve kırılan ışınların oluşturulması, olay ışık demeti tarafından oluşturulan düzlem ve normal insidans düzlemi olarak tanımlanır. P-polarize ışık (almanca “paralel” kelimesinden), s-polarize ışık (almanca “Senkrecht” kelimesinden), insidans düzlemine paralel bir polarizasyon yönü ile ışıktır. Insidans düzlemine dik bir polarizasyon yönü ile ışıktır.

P-polarize ve s-polarize ışık

Normal şartlar altında, doğal ışık bir dielektrik arayüzünde yansıdığında ve kırıldığında, yansıyan ve kırılan ışık kısmen polarize edilir. Sadece insidans açısı belirli bir açıda olduğunda, yansıyan ışığın polarizasyon durumu tamamen s-polarize (insidans düzlemine dik), ve kırılan ışığın polarizasyon durumu neredeyse tamamen p-polarize (insidans düzlemine paralel). Bu özel insidans açısı brewster'ın açısı olarak adlandırılır. Işık brewster'ın açısında meydana geldiğinde, yansıyan ışık ve kırılan ışık birbirine dik kalır. Bu özelliği kullanarak, doğrusal polarize ışık üretilebilir.