光知識共有-光偏光2

2.2基本分極状態

A. 楕円偏光

楕円偏光は、最も基本的な偏光状態である。 この場合、2つの電界成分の位相差は一定です (一方は速く伝播し、もう一方は遅くなります)。位相差は (\ pi/2) の整数倍ではありません。 振幅は、同じであっても異なっていてもよい。 伝播の方向に沿って見た場合、次の図に示すように、電界ベクトルのエンドポイントの軌道は楕円の輪郭を描きます。

B。 リニア偏光

リニア偏光は、楕円偏光の特殊な形式です。 この場合、2つの電界成分は位相差を持たず、電界ベクトルは単一の平面で発振する。 伝搬方向に沿って見ると、電界ベクトルの終点の軌道は直線です。 2つのコンポーネントの振幅が同じ場合、次の図に示すように、45度の線形偏波が発生します。

C。 円形偏光

円偏光は、楕円偏光の別の特殊な形式です。 この場合、2つの電界成分は、90度の位相差と同じ振幅を有する。 伝播の方向に沿って見た場合、次の図に示すように、電界ベクトルのエンドポイントの軌道は円です。

2.3偏光による光源の分類

通常の光源から直接放出される光は、無数の偏光の不規則な集まりであるため、光強度の好ましい方向を直接観察することはできません。 このタイプの光は、振動のすべての方向で同じ強度を持ち、自然光と呼ばれます。 光の伝播方向に垂直なすべての可能な振動方向を含む、ランダムに変化する偏光状態と位相差があり、偏光を示しません。 自然光の一般的な例には、日光や家庭用電球からの光が含まれます。

完全偏光は安定した電磁波発振方向を有し、電界の2つの成分は一定の位相差を有する。 これには、前述の直線偏光、楕円偏光、および円偏光が含まれます。

部分偏光は、自然光と偏光の両方の成分を含む。 たとえば、私たちがよく使用するレーザービームは完全に偏光も偏光もないため、部分的に偏光した光に属します。 全光強度における偏光の割合を定量化するために、偏光度 (DOP) の概念が導入されている。 これは、偏光の強度と総光強度の比率であり、0から1の範囲です。ここで、0は非偏光を示し、1は完全偏光を示します。 さらに、線偏光度 (DOLP) は、直線偏光の強度と総光強度の比率であり、円形偏光度 (DOCP) です。は、全光強度に対する円偏光の強度の比率です。 日常生活では、一般的なLEDライトから放出される光も部分的に偏光されています。

2.4分極状態間の変換

多くの光学部品は、光ビームの偏光状態に影響を及ぼし得る。 これらの効果は、ユーザが望む場合もあれば、望まない場合もある。 例えば、光ビームが反射されると、その偏光状態は通常変化する。 自然光を例にとると、水面で反射された後、部分偏光となる。 光ビームが反射されない、または偏光媒体を通過しない限り、その偏光状態は安定したままである。

光ビームの偏光状態を定量的に変化させるために、偏光光学部品を使用することができる。 たとえば、1/4波長板は、二屈折結晶材料で作られた一般的な偏光コンポーネントであり、速い軸と遅い軸を備えています。 遅い軸に平行な電界ベクトルの位相を (\ pi/2 ) (90 °) 遅らせることができます。一方、高速軸に平行な電界ベクトルは遅延を経験しません。 したがって、45度の極性を持つ直線偏光の場合次の図に示すように、4分の1波長板に角度が入射すると、透過光ビームは円偏光になります。 まず、線形偏光子が自然光を直線偏光に変換し、次に直線偏光が1/4波長板を通過して円偏光になり、光強度に変化はありません。 同様に、光ビームが逆方向に伝播すると、4分の1波長板に入射する45度の偏光角を持つ円偏光光が直線偏光になります。

前の記事で述べた積分球を使用して、直線偏光は非偏光に変換できます。 直線偏光が積分球に入ると、球内で複数の反射が発生し、電界の振動が乱れます。 これにより、積分球の出力端に偏光されていない光が得られます。

2.5 P-偏光、S-偏光、ブリュースターの角度

P偏光光とS偏光はどちらも垂直偏光方向の直線偏光光です。 それらは、光ビームの反射と屈折を考慮するときに意味があります。 下の図に示すように、光ビームが表面に入射し、反射および屈折ビームを形成すると、入射光ビームと法線によって形成される平面は、入射平面として定義されます。 P偏光 (ドイツ語の「Parallel」から) は入射面に平行な偏光方向の光であり、S偏光 (ドイツ語の「Senkrecht」から) は入射面に垂直な偏光方向の光です。

P-偏光およびS-偏光ライト

通常の状況では、自然光が誘電体の界面で反射および屈折すると、反射光と屈折光は両方とも部分的に偏光します。 入射角が特定の角度にある場合にのみ、反射光の偏光状態は完全にS偏光 (入射面に垂直) であり、屈折した光の偏光状態はほぼ完全にP偏光 (入射面に平行) です。 この特定の入射角はブリュースター角と呼ばれる。 光がブリュースターの角度で入射すると、反射光と屈折光は互いに垂直になります。 この特性を利用して、直線偏光を生成することができる。