광학 지식 공유-광학 편광 2

2.2 기본 편광 상태

A. 타원형 편광

타원 분극은 가장 기본적인 편광 상태입니다. 이 경우, 두 개의 전계 구성 요소는 일정한 위상차를 갖습니다 (하나는 더 빨리 전파되고 다른 하나는 더 느려짐). 위상차는 (\ pi/2) 의 정수배가 아니다. 진폭은 동일하거나 상이할 수 있다. 전파 방향을 따라 볼 때, 전계 벡터의 끝점의 궤적은 아래 그림과 같이 타원을 윤곽을 그립니다.

B. 선형 편광

선형 분극은 타원형 분극의 특별한 형태입니다. 이 경우, 2 개의 전기장 성분은 위상차를 갖지 않고, 전기장 벡터는 단일 평면에서 진동한다. 전파 방향을 따라 볼 때, 전기장 벡터의 종점의 궤적은 직선이다. 두 성분의 진폭이 동일하면 아래 그림과 같이 45 도 선형 편광이 발생합니다.

C. 원형 편광

원형 분극은 타원형 분극의 또 다른 특별한 형태이다. 이 경우, 2 개의 전기장 성분은 90 도의 위상차 및 동일한 진폭을 갖는다. 전파 방향을 따라 볼 때 전계 벡터의 끝점의 궤도는 아래 그림과 같이 원입니다.

양극화에 의한 광원의 2.3 분류

일반 광원에서 직접 방출 된 빛은 무수한 편광 된 빛의 불규칙한 수집이므로 원하는 빛의 방향을 직접 관찰 할 수 없습니다. 모든 진동 방향에서 동일한 강도를 가진이 유형의 빛을 자연광이라고합니다. 그것은 광 전파 방향에 수직인 모든 가능한 진동 방향을 포함하여 무작위로 변화하는 편광 상태 및 위상 차이를 가지며 편광을 나타내지 않습니다. 자연광의 일반적인 예로는 가정용 전구의 햇빛과 빛이 있습니다.

완전히 편광된 광은 안정된 전자기파 진동 방향을 가지며, 전기장의 두 성분은 일정한 위상차를 갖는다. 이는 전술한 선형 편광된 광, 타원 편광된 광 및 원형 편광을 포함한다.

부분적으로 편광된 빛은 자연광 및 편광된 광의 성분을 포함한다. 예를 들어, 우리가 자주 사용하는 레이저 빔은 완전히 편광되거나 편광되지 않으므로 부분적으로 편광되지 않습니다. 전체 광 강도에서 편광의 비율을 정량화하기 위해, 양극화도 (DOP) 의 개념이 도입된다. 0 에서 1 까지의 범위의 전체 광 강도에 대한 편광 강도의 비율이며, 여기서 0 은 비 편광을 나타내고 1 은 완전히 편광되었음을 나타냅니다. 또한, 선형 편광도 (DOLP) 는 선형 편광의 강도 대 전체 광 강도 및 원형 편광도 (DOCP) 의 비율입니다. 전체 광 강도에 대한 원형 편광의 강도의 비율입니다. 일상 생활에서 일반적인 LED 조명에서 방출되는 빛은 부분적으로 편광됩니다.

양극화 국가 간의 2.4 전환

많은 광학 컴포넌트들은 광 빔의 편광 상태에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 효과는 때때로 사용자가 원할 수 있으며 때로는 필요하지 않습니다. 예를 들어, 광 빔이 반사될 때, 그 편광 상태는 보통 변화한다. 자연광을 예로 들면, 수면에서 반사된 후, 부분적으로 편광된 광이 된다. 광빔이 반사되지 않거나 편광 매체를 통과하지 않는 한, 편광 상태는 안정적으로 유지된다.

광빔의 편광 상태를 정량적으로 변화시키기 위해, 편광 광학 부품이 사용될 수 있다. 예를 들어, 1/4-파 플레이트는 빠른 축과 느린 축을 갖는 복굴절 결정 재료로 만들어진 일반적인 편광 구성 요소입니다. 느린 축에 평행 한 전기장 벡터의 위상을 (\ pi/2 ) (90 °) 로 지연시킬 수 있습니다. 빠른 축에 평행 한 전기장 벡터는 지연이 발생하지 않습니다. 따라서 45 도 편광 angl로 선형 편광 된 빛E는 4 분의 1 파 플레이트에 입사하고, 전송 된 광 빔은 아래 그림과 같이 원형 편광이됩니다. 첫째, 선형 편광기는 자연광을 선형 편광으로 변환 한 다음 선형 편광이 1/4 파 판을 통과하여 광 강도의 변화없이 원형 편광이됩니다. 유사하게, 광빔이 역방향으로 전파될 때, 1/4 파 플레이트에 입사하는 45 도 편광각을 갖는 원형 편광은 선형 편광이 된다.

이전 기사에서 언급 한 적분 구를 사용하여 선형 편광을 비 편광으로 변환 할 수 있습니다. 선형 편광이 적분 구에 들어가면 구 내부에서 여러 번 반사되어 전기장의 진동을 방해합니다. 이는 적분 구의 출력 단부에서 편광되지 않은 광을 발생시킨다.

2.5 P-편광 조명, S-편광 조명 및 브루스터의 각도

P-편광과 S-편광은 모두 수직 편광 방향을 갖는 선형 편광이다. 광선의 반사 및 굴절을 고려할 때 의미가 있습니다. 아래 그림과 같이, 광 빔이 표면에 입사하여 반사 및 굴절 된 빔을 형성 할 때, 입사 광 빔과 법선에 의해 형성된 평면은 입사 평면으로 정의됩니다. P-편광 (독일어 "Parallel" 에서 유래) 은 입사면에 평행 한 편광 방향을 가진 빛이며 S-편광 (독일어 "Senkrecht" 에서) 입사면에 수직인 편광 방향을 갖는 광이다.

P-편광 및 S-편광 빛

정상적인 상황에서, 자연광이 유전체의 계면에서 반사되고 굴절될 때, 반사 및 굴절된 광은 모두 부분적으로 편광된다. 입사각이 특정 각도에있을 때만 반사 된 빛의 편광 상태가 완전히 S 편광됩니다 (입사각에 수직). 그리고 굴절된 광의 편광 상태는 거의 전적으로 P-편광이다 (입사 평면에 평행하다). 이 특정 입사각을 브루스터 각이라고합니다. 빛이 브루스터의 각도에서 입사할 때, 반사된 광과 굴절된 광은 서로 수직이다. 이러한 특성을 이용하여, 선형 편광된 광이 생성될 수 있다.