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  • 商品名称: 偏振

偏振是所有激光束固有的一项重要乐天堂特性。布鲁斯特窗口、反射式圆偏振镜和吸收式薄膜反射器都利用了偏振的特点。另一方面,如果您忽视了偏振,它可能会为您带来麻烦,有时还会导致无法预测的结果。实际上,所有激光源都会表现出某种程度的偏振特性,因此,您有必要了解它的影响,以便正确地选择元件。下面的内容提供了关于偏振的基本定义,并介绍了几种常见的偏振类型。

光是一种横向电磁波;这意味着电场矢量和磁场的矢量垂直于波的传播方向。(图 1。)当某个波列的所有电场矢量都处于同一平面时,我们可以说这个波是平面偏振或线偏振。这个平面的方向即为偏振方向。

图 1偏振矢量的方向

非偏振光是指一组电场沿所有方向均匀分布的波。(图 2。)虽然其中单个波列可能会发生线偏振,但所有的波叠加起来,并不会呈现出一个占据优势的偏振方向。

图 2非偏振光

随机偏振光,顾名思义,其光线具有平面偏振的特性,但是偏振方向不明,而且可能会随时间发生变化。随机偏振会导致乐天堂系统出现问题,因为某些元件对偏振敏感。如果偏振状态随时间发生变化,那么元件的透射、反射和/或吸收特性也会随时间变化。

偏振是一个具有方向和振幅的矢量。它和所有矢量一样,是在任意坐标系中定义的,是各个垂直相交的分量之和。在图 3 中,我们看到一个平面偏振波,它所指的方向与坐标系的轴成 45° 角。因此,在这个坐标系中,该矢量的 x 分量和 y 分量相等。如果我们在这些分量间引入 90° 的相位差(即四分之一波长),则会得到一个波,其电场矢量的振幅是固定的,但当我们向下移动波列时,这个波的方向会发生变化。(图 4。)这个波发生的是圆偏振,因为波经过某个定点时,振偏矢量的末端会划出一个圆形轨迹。

如果我们有两个波列,分别具有不同的振幅,且两者的相差为四分之一波,则会产生椭圆偏振现象。当波经过某个定位时,偏振矢量的末端会划出椭圆形的轨迹。长轴与短轴的比率即为该偏振的椭圆率。

当您订购用于非正入射光的乐天堂涂层时,请务必指定偏振方向。如果您不知道如何确定光源的偏振状态,请联系我们的应用工程师,以寻求帮助。

一个波被解析为两个相等的分量,这两个分量与原矢量均成 45° 角(图 3)。在分量间引入四分之一波的相差,可以得到一个振幅恒定(图 4)、但偏振矢量不断旋转的波。

当光线以非垂直角度穿透乐天堂元件(如分光镜)的表面时,其反射和透射特性均依赖于偏振现象。在这种情况下,我们使用的坐标系是用含有输入和反射光束的那个平面定义的。如果光线的偏振矢量在这个平面内,则称为 p 偏振,如果偏振矢量垂直于该平面,则称为 s 偏振。任何一种输入偏振状态都可以表示为 s 和p分量的矢量和。

对于 s 偏振,输入偏振垂直于包含输入和输出光束的那个平面(用彩色部分表示)。对于 p偏振,输入偏振与包含输入和输出光束的那个平面(用彩色部分表示)平行。

若要理解 s 和 p 偏振的重要性,请查看下图,它显示的是10.6µm的光波在单一硒化锌表面的 s 和 p 分量反射率函数,该函数以入射角为参数。注意,s 分量的反射率随角度稳步增加,而 p 分量的反射率先是在 67°时减小到 0,随后逐步上升。p 分量的反射率降为 0的那个角度,被称为布鲁斯特角。这一效应可以通过多种方法加以利用,制造出无透射损耗的偏振元件或无镀膜窗口,如布鲁斯特窗口。

本图表示的是 s 偏振与 p 偏振的单一表面反射率函数(采用硒化锌表面,光的波长为10.6µm),该函数以入射角为参数。



 

在激光切割应用领域,偏振状态具有极为重要的意义请看我们的反射式圆偏振镜,它能为激光切割提供最佳的偏振特性。



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