Optik bilgi paylaşımı-optik polarizasyon

Optik bilgi paylaşımı-optik polarizasyon

Polarize ışığın üç temel özelliği vardır: dalga boyu, yoğunluk ve polarizasyon. Işığın dalga boyunun anlaşılması kolaydır. Örneğin, görünür ışığın dalga boyu aralığı 380 ile 780 nm arasında dağıtılır. Işığın yoğunluğunu kavramak da kolaydır; Bir ışık demeti güçlü veya zayıf olup olmadığı gücü ile karakterize edilebilir. Buna karşılık, ışığın polarizasyon özelliği, ne görünür ne de somut olmayan elektrik alan vektörünün titreşim yönünü açıklar, bu da genellikle anlamayı zorlaştırır. Ancak, uygulamada, ışığın polarizasyon özelliği eşit derecede önemlidir ve günlük hayatta yaygın uygulamalara sahiptir. Örneğin, her gün baktığımız sıvı kristal ekranlar (lcd'ler), renkli ekran ve kontrast ayarı elde etmek için polarizasyon teknolojisini kullanır. Sinemalarda 3D film izlerken giydiğimiz 3D gözlükler de ışık polarizasyonunu kullanır.

Optikte çalışan profesyoneller için, polarizasyon fenomenlerini tam olarak anlamak ve bu bilgiyi pratik optik sistemlerde uygulamak, ürünlerin ve projelerin başarısı için çok yararlı olabilir. Bu nedenle, bu makaleden başlayarak, ışık polarizasyonu kavramını anlaşılması kolay bir şekilde tanıtacağız. Herkesin polarizasyon konusunda derin bir anlayış kazanmasını ve çalışmalarında daha etkili bir şekilde uygulamasını sağlamak.

Polarizasyon temel bilgisi

İlgili kavramlar oldukça fazla olduğundan, bunları birkaç alt bölümde adım adım tanıtacağız.

2.1 polarizasyon kavramı

Işığın bir tür elektromanyetik dalga olduğunu biliyoruz. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, bir elektromanyetik dalga bir elektrik alanından (E) ve birbirine dik olan bir manyetik alandan (B) oluşur. Bu iki alan kendi yönlerinde salınır ve yayılma yönü boyunca (Z) tersine yayılır.

Bir elektromanyetik dalgada, elektrik alan vektörü (E) ve manyetik alan vektörü (B) birbirine ve dalga yayılımının yönüne (Z) dik olarak salınır. Işığın polarizasyonu, özellikle dalga yayılımı olarak elektrik alan vektörünün (E) yönünü ve davranışını ifade eder.

Polarizasyon kavramını anlamak çok önemlidir çünkü ışığın malzemelerle nasıl etkilediğini ve çeşitli uygulamalar için nasıl manipüle edilebileceğini etkiler. Örneğin, polarize ışık parlamayı azaltmak, görüntüleme sistemlerinde kontrastı arttırmak ve filmlerde 3D görselleştirmeyi sağlamak için kullanılabilir.

Aşağıdaki bölümlerde, farklı polarizasyon türlerine, nasıl üretilebileceklerini ve manipüle edilebileceklerini ve günlük yaşamda ve gelişmiş optik sistemlerde pratik uygulamalarını daha derinlemesine inceleyeceğiz.

Elektrik alanı ve manyetik alan birbirine dik olduğundan, aynı faza sahiptir ve aynı yönde yayılır, pratikte, işığın polarizasyonu, elektrik alanının oscilmını analiz ederek tarif edilir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, elektrik alan vektörü (\ mathbf{E} ) bileşenlere (E_x) ve (E_y) ayrılabilir. Polarizasyon, elektrik alan bileşenlerinin (E_x) ve (E_y) salınım yönlerinin zaman ve mekan üzerinden dağıtımını ifade eder.

Daha ayrıntılı olarak, elektrik alan vektörü (\ mathbf{E} ) şu şekilde ifade edilebilir: [ \ mathbf{E} = E_x \ hat{i} E_y \ hat{j} ] nerede (\ hat{i} ) ve (\ hat{j} ) sırasıyla x ve y yönlerinde birim vektörleri vardır.

Zaman ve mekan üzerinden (E_x) ve (E_y) davranışı polarizasyon türünü belirler:

Doğrusal polarizasyon: (E_x) ve (E_y) faz (veya faz dışı 180 derece) ise, elektrik alan vektörü (\ mathbf{E} ) tek bir düzlemde salınır. Bu düzlemin açısı (E_x) ve (E_y) göreceli büyüklüklerine bağlıdır.

Dairesel polarizasyon: (E_x) ve (E_y) aynı genliğe sahipse, ancak fazın 90 derece dışında ise, elektrik alan vektörü (\ mathbf{E} ) düzlemde yayılma yönüne dik bir daire izler. Dönme yönü (saat yönünde veya saat yönünün tersine) sağ elle veya sol elle dairesel polarizasyon olup olmadığını belirler.

Eliptik polarizasyon: (E_x) ve (E_y) farklı amplitudes varsa ve/veya 0 veya 90 derece dışındaki keyfi bir miktarla fazın dışındaysa, elektrik alan vektörü (\ mathbf{E} ) bir elips izler. Bu en genel polarizasyon şeklidir.

Nasıl olduğunu anlayarakElektrik alan bileşenleri (E_x) ve (E_y) salınır, ışığın polarizasyon durumunu tam olarak tanımlayabiliriz. Bu anlayış, polarize filtreler, sıvı kristal ekranlar ve çeşitli sensör ve iletişim cihazları gibi polarizasyona dayanan optik sistemlerin tasarlanması ve analiz edilmesi için gereklidir.