概要
根据马里乌斯定律,可以旋转两个偏振器,形成一个可调偏振衰减器,如下图所示。
T1是非偏振光对第一偏振器的透射率
T2是偏振光对第二偏振器的最大透射率
T1等于0.45,T2等于0.9,因此:
通过代入θ值,透射率分别为30%、20%和10%。
实际的偏振器不仅可以透射一个方向的偏振,而且可以完全抑制另一个方向的偏振。透射光的偏振度可以用消光比(ER)来表征:最高透射率与最低透射率之比。经济型薄膜偏振片的er只有100到5000,而双折射晶体的ER可以达到10万甚至100万。
偏振器的其他重要性能参数包括波长范围、透射率、损伤阈值、接收角度和通光孔径等。偏振器的类型、性能优势和应用介绍如下。
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偏振器的类型
经济型薄膜偏振片可分为吸收型和漫反射型。它们便宜,尺寸大,接收角度30度。然而,它们的消光率低,容易被吸收过热损坏,因此它们通常用于低功率应用。下图是由2英寸经济型薄膜偏振片和1/4波片组成的椭圆偏振片,可以将非偏振光变成椭圆偏振光。当线偏振器的透射轴与四分之一波片的快轴形成45度角时,就是圆偏振器。
θ等于arctan(B/A)。
透射轴与x轴成θ角的线偏振器的琼斯矩阵:
J1是入射前的琼斯矢量,J2是传播后的琼斯矢量。
假设沿X轴偏振的光通过两个线性偏振片,第一片的透射轴与X轴成45度,第二片的透射轴垂直于X轴。用琼斯矩阵证明输出光的偏振方向垂直于X轴,强度变成原来的四分之一。
参考答案
第一片的透射轴与x轴成45度,琼斯矩阵为:
第二片的透射轴垂直于x轴,琼斯矩阵为:
入射光的琼斯矢量为:
透射光的琼斯矢量是:
可以看出,透射光的偏振方向垂直于X轴,电场的幅度变为原来的1/2,所以强度变为原来的1/4。
通过琼斯矩阵计算,简单的线性极化似乎是多余的。本文仅说明琼斯矩阵的基本用法,它在复极化计算中的优势更加明显。
四
偏光镜的应用实例
共振腔内使用偏振片使激光发射线偏振光,一般加一个布儒斯特窗片就行。如果需要提高激光偏振度,可以将激光通过高消光比偏振片。半波片加偏振片搭建可调光衰减器,因为旋转波片可以改变光偏振方向,因此改变透过率(马吕斯定律)。两偏振片加法拉第旋转器构造偏振光隔离器。两束偏振激光通过偏振片合束;相干偏振合成是一种倍增激光功率的常用技术。转载自:长春光机所光学术出版中心江苏激光联盟转载
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