Главная / Библиотека / Кварцевые клинья

Кварцевые клинья

Кварцевые клинья

Пространственная периодичность в поляризации выходного пучка

Пространственную периодичность поляризации можно наблюдать при прохождении линейно поляризованного монохроматического луча сквозь поляризатор; при этом диаметр пучка должен превышать 6 мм. Этот эффект хорошо заметен, если, к примеру, поместить на линии распространения волны преграду в виде кварцевого деполяризатора: направление распространения пучка нормальное, луч падает на толстый клин.

Для обнаружения пространственной периодичности волны деполяризатор размещают перед анализатором (линейным поляризатором). Характер изменения интенсивности показан на псевдоцветной диаграмме ниже. Из-за того, что угол поворота плоскости поляризации одинаков в направлении любой перпендикулярной толстому клину линии, на картине видны полосы. Ниже приведены несколько примеров из опытов с различными источниками, свет от которых падает на деполяризатор под определенным углом.

Пример 1:

В первом примере используется источник линейно поляризованного света длиной волны 635 нм и положением перетяжки в 20 мм. Свет падает нормально к толстому клину деполяризатора. Направление поляризации света совпадает с направлением оптической (быстрой) оси толстого клина. Оптическая ось тонкого клина расположена под углом 45 ° относительно плоскости поляризации падающего света и оптической оси толстого клина. В таком положении наклон клина сонаправлен с плоскостью поляризации падающего света.

Направление поляризации падающего пучка и положение оптических осей толстых и тонких клиньев показаны на рисунке 1. Направление поляризации входного пучка показано красным цветом, оптическая ось толстого клина - синим цветом, тонкого - зеленым. Плоскость сечения верхней часть деполяризатора (сплошная линия) проходит перпендикулярно оптической оси толстого клина. Сечение на боковой части чертежа (пунктирная линия) проходит перпендикулярно оптической оси тонкого клина.

На рисунке 2 теоретический псевдоцветный график показывает области одинаковой поляризации луча (периодической), прошедшего через кварцевый клиновый деполяризатор.

Пояснение

Полосы на псевдоцветном графике представляют разные области с одинаковой поляризацией, направление которой меняется: вначале вектор сонаправлен с горизонтальной осью (перпендикулярная ориентация относительно исходного линейно-поляризованного света), а затем с вертикальной (параллельная ориентация относительно исходного линейно-поляризованного света). Период повторения в этом случае составляет приблизительно 2 мм. Полосы располагаются перпендикулярно толстой клиновой оптической оси, в этом опыте они перпендикулярны и плоскости входной поляризации.

Рисунок 1

Рисунок 2

 

Пример 2:

В следующем примере используется тот же источник, но поляризация теперь параллельна оптической оси тонкого клина; угол между оптической осью толстого клина составляет 45 градусов. Направление поляризации падающего пучка и положение оптических осей толстых и тонких клиньев показаны на рисунке 3.  

Направление поляризации входного пучка показано красным цветом, оптическая ось толстого клина - синим цветом, тонкого - зеленым. Плоскость сечения верхней часть деполяризатора (сплошная линия) проходит перпендикулярно оптической оси толстого клина. Сечение на боковой части чертежа (пунктирная линия) проходит перпендикулярно оптической оси тонкого клина.

На рисунке 4 -  теоретический псевдоцветный график показывает области одинаковой поляризации луча (периодической), прошедшего через кварцевый клиновый деполяризатор.

Стоит отметить, что полосы на графике проходят перпендикулярно оптической оси толстого клина (в том числе и наклону клина), ориентация входного луча не влияет на положение полосы.

Поворот плоскости исходной поляризации влияет только на отдельные области: легко заметить это, сравнив полосы на 0 мм по вертикальной оси на рисунках 2 и 4. На рисунке 2 полоса при 0 мм поворачивается до 45 о, а на рисунке 4 полоса при 0 мм вращается на угол в 90 о.

Рисунок 3

Рисунок 4

Пример 3:

В следующем примере используется источник с теми же характеристиками, что и в первом опыте. Деполяризатор в этом опыте повернут на 45 градусов, поэтому входная поляризация параллельна оптической оси тонкого клина. Направления осей показаны на рисунке 5. Линейно поляризованный входной пучок (вектор поляризации обозначен красным цветом) по-прежнему падает на толстый клин, однако теперь поляризация перпендикулярна плоскости тонкого клина.

На рисунке 6 - теоретический псевдоцветный график показывает области одинаковой поляризации луча (периодической), прошедшего через кварцевый клиновый деполяризатор. Ориентация полос значительно отличается от картин, полученных в опыте 1 и 2;

Поворот общей картины на 45 градусов вызван тем, что полосы проходят перпендикулярно осям обоих клиньев, а также уклону клина.

Рисунок 5

Рисунок 6

Табл.1  

Далее приводятся графики сравнения степени поляризации в опытах с различными деполяризаторами из ЖК полимера и кварцево-клиновых деполяризаторов. По сравнению с деполяризаторами из кварца ЖК деполяризаторы демонстрируют большую стабильность работы при изменении угла падения, более эффективны при работе с меньшим диаметром пучка, что особенно полезно для задач в области лазерных технологий. Преимущество кварцевых деполяризаторов - высокое качество поверхности и порог повреждения. Эти деполяризаторы эффективны при обработке эллиптического и циркулярно поляризованного света.

Степень поляризации (%) и диаметр пучка (мм)

Рисунок 7
Рисунок 7 - ЖК-деполяризатор (DPP25-A) и кварцевый деполяризатор DPU-25-A от Thorlabs. Используется лазерный диодный модуль CPS532 (ширина пика 1 нм), свет длиной волны 532 нм.

Рисунок 8

Рисунок 8- ЖК-деполяризатор (DPP25-В) и кварцевый деполяризатор DPU-25-В от Thorlabs. Используется лазерный диодный модуль CPS192 (ширина пика 1 нм), свет длиной волны 780 нм.

Рисунок 9

Рисунок 9 - ЖК-деполяризатор (DPP25-С) и кварцевый деполяризатор DPU-25-С от Thorlabs. Используется лазерный диодный модуль MCLS1-1310 (ширина пика 1 нм), свет длиной волны 1310 нм.

Степень деполяризации (%) и длина волны (нм)

Рисунок 10

Рисунок 10 - ЖК-деполяризатор (DPP25-A) и кварцевый деполяризатор DPU-25-A от Thorlabs. Используются три лазерных модуля (диаметр пучка 4 мм): 405 нм (CPS405, ширина пика 1 нм), 532 нм (CPS532, ширина пика 1 нм), и 633 нм (HRS015, ширина пика <10 пм).

Рисунок 11

Рисунок 11 - ЖК-деполяризатор (DPP25-В) и кварцевый деполяризатор DPU-25-В от Thorlabs. Используются три лазерных модуля (диаметр пучка 4 мм): 670 нм (CPS186, ширина пика 1 нм), 780 нм (CPS192, ширина пика 1 нм), и 980 нм (CPS980, ширина пика <10 пм).

Рисунок 12

Рисунок 12 - ЖК-деполяризатор (DPP25-С) и кварцевый деполяризатор DPU-25-С от Thorlabs. Используются три лазерных модуля (диаметр пучка 4 мм): 1064 нм (ширина пика 1.5 нм), 1310 нм (MCLS1-1310, ширина пика 1 нм), и 1550 нм (TLS001-1550 T-Cube, ширина пика <10 пм).

Трансмиссия деполяризатора (%)

Рисунок 13

Рисунок 13 - ЖК-деполяризатор (DPP25-A) и кварцевый деполяризатор DPU-25-A от Thorlabs.

Рисунок 14

Рисунок 14 - ЖК-деполяризатор (DPP25-В) и кварцевый деполяризатор DPU-25-В от Thorlabs.

Рисунок 15

Рисунок 15 - ЖК-деполяризатор (DPP25-С) и кварцевый деполяризатор DPU-25-С от Thorlabs.

Степень деполяризации и угол падения

Рисунок 16

Рисунок 16 - ЖК-деполяризатор (DPP25-A) и кварцевый деполяризатор DPU-25-A от Thorlabs. Используется лазерный диодный модуль CPS532 (ширина пика 1 нм), свет длиной волны 532 нм и диаметром 1 мм.

Рисунок 17

Рисунок 17 - ЖК-деполяризатор (DPP25-В) и кварцевый деполяризатор DPU-25-В от Thorlabs. Используется лазерный диодный модуль CPS192 (ширина пика 1 нм), свет длиной волны 780 нм и диаметром 1 мм.

Рисунок 18

Рисунок 18 - ЖК-деполяризатор (DPP25-С) и кварцевый деполяризатор DPU-25-С от Thorlabs. Используется лазерный диодный модуль MCLS1-1310 (ширина пика 1 нм), свет длиной волны 1310 нм и диаметром 1 мм.

Степень деполяризации и угол поворота

На графике ниже представлена зависимость степени деполяризации от угла поворота. Фактическая эффективность будет варьироваться от конкретного деполяризатора, в зависимости от направления решетки ЖК деполяризатора и области пластины, на которую падает луч. Вращение деполяризатора вокруг оси, перпендикулярной его поверхности влияет на эффективность, но в целом ЖК деполяризатор по-прежнему снижает поляризацию пучка диаметром 0,5 мм, чем кварцевый клин. Подобный эффект заметен при использовании деполяризаторов -B и -C.

Рисунок 18

В опыте используется источник CPS532 с длиной волны 532 нм и диаметром луча 0,5 нм. В случае кварцевого деполяризатора 0 ° соответствует положению быстрой оси толстого клина. Для ЖК деполяризатора 0 ° соответствует линии параллельных ориентаций быстрой оси.

 

Компания INSCIENCE является прямым поставщиком продукции Thorlabs на территории РФ. Вы можете получить подробную информацию и коммерческие условия обратившись к специалистам нашей компании.

У Вас особенный запрос?
У Вас особенный запрос?
Весьма часто наши заказчики лучше нас знают, какое оборудование им нужно. В этом случае мы берём на себя общение с производителем, доставку, и таможенную очистку, а также все вопросы гарантийного периода. Пожалуйста, заполните эту форму, и мы свяжемся с Вами, чтобы помочь решить любую Вашу задачу. Или позвоните нам по телефону +7(495)199-0-199
Форма заявки
Ваше имя: *
Ваше имя
Ваш e-mail: *
Ваш телефон: *
Ваш телефон
Наши контакты
г. Москва, ул. Бутлерова, д. 17Б, офис 502

г. Санкт-Петербург, пр. Большой Сампсониевский, д. 60У, офис 31