Поляризационный ротатор

Полуволновая пластинка поворачивает поляризацию на 90°.

Вращатель поляризации — это оптическое устройство, которое поворачивает поляризации ось линейно поляризованного светового луча на выбранный угол. Такие устройства могут быть основаны на эффекте Фарадея , двойном лучепреломлении или полном внутреннем отражении . ^[1] Вращатели линейно поляризованного света нашли широкое применение в современной оптике, поскольку лазерные лучи имеют тенденцию быть линейно поляризованными и часто необходимо повернуть исходную поляризацию к ее ортогональной альтернативе. ^[1]

Вращатели Фарадея

Ротатор Фарадея состоит из оптического материала, находящегося в магнитном поле. лево- и правосторонних волн с круговой поляризацией Когда свет распространяется в материале, взаимодействие с магнитным полем приводит к распространению со слегка разными фазовыми скоростями . Поскольку линейно поляризованную волну можно описать как суперпозицию лево- и правосторонних волн с круговой поляризацией, разница в фазовой скорости приводит к вращению направления поляризации линейно поляризованной волны по мере ее распространения через материал. Направление вращения зависит от того, распространяется ли свет по направлению магнитного поля или против него: вращение, вызванное прохождением через материал, не отменяется при прохождении через него в противоположном направлении. Это можно использовать для изготовления оптического изолятора .

Двулучепреломляющие ротаторы

Полуволновые пластинки и четвертьволновые пластинки изменяют поляризацию света благодаря принципу двойного лучепреломления . Их характеристики зависят от длины волны; факт, который может быть ограничением. Переключаемые волновые пластины также могут быть изготовлены из жидких кристаллов , сегнетоэлектрических жидких кристаллов или магнитооптических кристаллов . Эти устройства можно использовать для быстрого изменения угла поляризации в ответ на электрический сигнал, а также для быстрой генерации состояния поляризации (PSG) или анализа состояния поляризации (PSA) с высокой точностью. В частности, PSG и PSA, изготовленные с помощью магнитооптических (MO) переключателей, успешно использовались для анализа поляризационной модовой дисперсии (PMD) и поляризационно-зависимых потерь (PDL) с точностью, недостижимой с помощью методов вращающихся волновых пластин, благодаря двоичной природе МО переключается. Кроме того, переключатели MO также успешно применяются для создания дифференциальной групповой задержки для приложений компенсации PMD и эмуляции PMD.

Вращатели призм

Вращатели призм используют множественные внутренние отражения для создания лучей с повернутой поляризацией. Поскольку они основаны на полном внутреннем отражении, они широкополосны и работают в широком диапазоне длин волн . ^[1]

Двойной ромб Френеля: Двойной ромб Френеля поворачивает ось линейной поляризации на 90° за счет четырех внутренних отражений. Недостатком может быть низкое отношение полезной оптической апертуры к длине. ^[3]
Широкополосный призматический ротатор: Широкополосный призматический вращатель поворачивает линейную поляризацию на 90 °, используя семь внутренних отражений, чтобы вызвать коллинеарное вращение, как показано на диаграмме. ^[2] Поляризация меняется при втором отражении, но при этом луч остается в другой плоскости и под прямым углом относительно падающего луча. Остальные отражения необходимы для получения луча с повернутой поляризацией и коллинеарной входному лучу. Сообщается, что эти ротаторы имеют эффективность передачи более 94%. ^[1]

См. также

Оптическое вращение

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Ф. Дж. Дуарте , Перестраиваемая лазерная оптика , 2-е издание (CRC, Нью-Йорк, 2015 г.) Глава 5 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Ф. Дж. Дуарте, Оптическое устройство для вращения поляризации светового луча, патент США 4822150 (18 апреля 1989 г.) .
^ Дж. М. Беннетт и Х. Э. Беннетт, Поляризация, в Справочнике по оптике , У. Г. Дрисколл и В. Воган, ред. (МакГроу-Хилл, Нью-Йорк, 1978 г.) Глава 10.

[TLO-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Ф. Дж. Дуарте , Перестраиваемая лазерная оптика , 2-е издание (CRC, Нью-Йорк, 2015 г.) Глава 5 .

[DPR-2] Перейти обратно: ^а ^б Ф. Дж. Дуарте, Оптическое устройство для вращения поляризации светового луча, патент США 4822150 (18 апреля 1989 г.) .

[3] Дж. М. Беннетт и Х. Э. Беннетт, Поляризация, в Справочнике по оптике , У. Г. Дрисколл и В. Воган, ред. (МакГроу-Хилл, Нью-Йорк, 1978 г.) Глава 10.

[1]

[2]

[3]