Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Условия прохождения светового пучка через грарицу раздела между двумя средами обычно выбирают такими, что одна пз поляризац. компонент испытывает полное внутреннее отражение и отсекается (поглощается чернёной поверхностью призмы), а из призмы выходит только один линейно поляризованный луч.
Трёхгранные призмы, изготовляемые из оптически анизотропного материала, склеиваются прозрачным изотропным веществом, показатель преломления к-рого близок к ср. значению п обыкновенного п0 и необыкновенного пе лучей. Классич. примером такой П. и. является призма Николя (рис. 1), изобретённая в 1828 У. Николем (W. Nicol) и явившаяся первым эфф. линейным поляризатором, основанным ка двойном лучепреломлении.
Аптическая ось Слой клея \ кристалла
Чернение to ^
Pkc. 1. Призма Николя. Штриховка указывает направление оптических осей кристалла в плоскости чертежа. Направления электрических колебаний световых ноли указаны на лучах стрелками (колебания в плоскости рисунка) а точками (колебания перпендикулярны плоскости рисунка), о и е — обыкновенный и необыкновенный лучи. Чернение нижней грани призмы поглощает полностью отражаемый от плоскости склейки обыкновенный луч.
Существуют также П. и., элементы к-рых изготовляются из оптически изотропного материала — стекла, а прослойка между ними — из кристалла исландского пшата. К этому типу П. п. относится поляризатор Фюссиера, изобретённый в 1884 (рис. 2).
При исследовании в УФ-области спектра, а также ирп работе с мощными пучками оптич. излучения часто используются П.п., разделённые воздушным промежутком, — призма Глаиа (рис. 3), призма Глава,— T ом пеона (рис. 4), п р н з м а Ф у-к о (со скошенной входной и выходной гранями, как
61
ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ
ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ
Рис. Z.Поляризационная призма из стекла и ис-лаядского шпата (призма Фюсснера). Точки в прослойке шпата указывают, что его оптическая ось перпендикулярна плоскости рисунка.
Слой клея
о
-Шпат
Рис. 3. Поляризационная призма Глана. AB — воздушный промежуток. Точки на обеих трёхгранных призмах указы-вают, что их оптические оси перпендикулярны плоскости рисунка.
' \2 ' У В
9
А 'иуг: V /%50.3' •
у призмы Николя) н пр. В П. п. со скошенными гранями проходящий луч испытывает параллельное смещение, поэтому при вращении призмы вокруг луча выходной луч описывает окружность. От этого недостатка свободны П, п. в форме прямоуг. параллелепипедов: призмы Глана, Глаяа — Томпсояа, Аренса (рис. 5), Глазебрука (половина призмы Аренса) it др.
Слой
/клея
е
475?=?
Рис. 4. Предельные углы падения і, н і* лучей на поляризационную призму Гланя — Томпсона.
Рис. Ъ. Поляризационная призма Аренса. Штриховкой показано направление оптической оси.
62
Поляризующее действие призм, использующих полное внутр. отражение, зависит от угла падения светового луча: для световых пучков, углы падения к-рых превышают нек-рые критич. значения Z1 и is, условия разделения двух поляризац. компонент пучка не выполняются, и поляризующее действие прпзмы прекращается (рис. 4). В общем случае i\ ^ /2, и угл. рабочее поле П. п. несимметрично. Сумма углов I1 -Ь наз. апертурой полной поляризации П.п. п у нек-рых П. п. достигает 40°.
Наряду с описанными П. п., пропускающими один линейно поляризованный луч (т. и. однолуче-вые П.п.), существуют конструкции П.п., пространственно разделяющие две лпнейио поляризованные компоненты. Такие двулучевые П.п. широко применяются в разл. поляризац. приборах как своеобразные двухкаиальные анализаторы. Оии используются для получения на выходе оптич. системы знакопеременного сигнала при нулевом методе измерений, а также для подавления избыточных световых шумов, проявляющихся в синфазной модуляции интенсивности света в обоих каналах. Из двулучевых П. п. наиб, распространение имеют призмы Ротона, С е в а р м о в а и Волластона (рис. 6). В П. п. Рошона и Сенармона обыкновенный луч не ме-
Рис. в. Двулучевые поляризационные призмы, а — призма Рошона; б — призма Сенармона; в — призма Волластона. Штриховка указывает направление оптических осей кристаллов в плоскости рисунка.
ияет своего направлення, а необыкновенный отклоняется на угол 0 (5—6°), зависящий от длины волны света. П. п. Волластона даёт при нормальном падении симметрия, отилоиение обыкновенного и необыкновенного лучей.
Значит, распространение получили П. п., использующие поляризацию при отражении света. Оии представляют собой прямоуг. параллелепипед из двух оптически изотропных трёхгранных призм с многослойным интерференц. покрытием иа диагональной плоскости. Многослойные диэлектрич. покрытия (плёнки), созданные надлежащей комбинацией диэлектрич. слоев о предел. толщины п с разл. показателями преломления, дают т. н. интерференционное отражение (коэф. отражения для определ. длин волн доходит до 98—99%). А т. к. при отражении происходит поляризация света, то плёнки, подобно оптич. стопе, дают сильно иоляризовакный отражённый свет. Такие интерференционные поляризаторы обладают значительной спектральной селективностью и зависимостью степейп поляризации от угла падения луча, во ие требуют для своего изготовления дорогостоящих природных кристаллов исландского шпата и имеют довольно высокие полиризац. и угл. характеристики.
