Эллиптический поляризатор

Номер патента: 1727097

Автор: Шамбуров

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2709 1)5 602 В 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ОПИС РЕТ ВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВ 14лографии им. А,В.Шу 3(54) ЭЛЛИПТИЧЕСКИЙ ПОЛЯРИЗАТОР (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению, более конкретно к эллиптическим и циркулярным поляризаторам света. Эллиптический поляризатор состоит из входного линейного поляризатора и выходной фазовой пластинки, выполненных из одноосного кристалла. При этом линейный поляризатор выполнен из оптически соединенных входного кристаллического 1 и выходного стеклянного 2 клиньев с1727097 углами при обращенных в противоположные стороны вершинах, равными, соответственно, у и ус, а оптическая ось кристалла во входном клине 1 лежит в его главном сечении и ориентирована под углом ак входной грани. Фазовая пластинка 3 оптически соединена с выходным клином 2, оптическая ось кристалла в пластинке 3 лежит в плоскости, развернутой относительно плоскости главного сечения клиньев 1, 2 на угол р, и ориентирована под углом Вотносительно нормали к граням пластинки. Приведены соотношения для вычисления а, у р и О при произвольном у . Указанная конструкция поляризатора обеспечивает снижение световых потерь на отражение,Изобретение относится к оптическим элементам и устройствам в поляризационно-оптических системах и приборах, а именно к поляризаторам света, а именно к эллиптическим и циркулярным поляризаторам света.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, состоящее из входного линейного поляризатора света (поляризационной призмы, например, призмы Глана или поляроида) и установленной за ним фазовой пластинки из одноосного кристалла, оптическая ось которого параллельна (или перпендикулярна) ее плоскости в таком положении, при котором ее нормаль совпадает с направлением падающего на нее линейно поляризованного пучка (или наклонена на необходимый угол относительно последнего), а направление оптической оси кристалла в ней (или ось наклона ее плоскости) составляет угол 45 с плоскостью его поляризации.Падающий по нормали линеййо поляризованный луч преобразуется в два ортогонально поляризованных луча в фазовой пластинке, обладающие разными скоростями распространения и приобретающие определенную разность их хода на выходной ее плоскости, где лучи образуют единый в общем случае эллиптически поляризованный луч. Одна из ортогональных осей а или Ь эллипса поляризации совпадает с направлением колебаний падающего на фазовую пластинку линейно поляризованного луча, аЬэллиптичность 1 = - эллипса поляризации саосями а и Ь выходящего луча зависит от разности хода обыкновенного и необыкно 5 10 15 20 25 30 35 исключение возвращения отраженных лучей в осевом направлении и повышение технологичности. Для обеспечения соосности входящего и выходящего из поляризатора пучков он содержит дополнительную стеклянную пластинку, установленную перед линейным поляризатором с противоположным относительно него углом наклона к оптической оси, Приведены зависимости для определения угла наклона стеклянной пластинки и ее толщины, С целью управления параметрами эллипса поляризации эллиптический поляризатор установлен с возможностью качания вокруг двух ортогональных осей, перпендикулярных оптической оси поляризатора. 2 з,п. ф-лы, 2 ил. венного лучей в фазовой пластинке, а точнее от разности их фаз д=тядЛПри д=+ (=+1, что соответствует правому и левому циркулярно поляризованному свету, Изменение разности фаз д практически осуществляется двумя известными механическими способами: изменением толщины фазовой пластинки, как например в компенсаторе Бабине, состоящем из двух идентичных клиньев при относительном их смещении, и наклоном фазовой пластинки, как например в компенсаторе Берека.Целью изобретения является создание более прогрессивного типа перестраиваемого по эллиптичности К эллиптического поляризатора света,Исключение возвращения в источник света отраженных от преломляющих плоскостей линейного поляризатора и фазовой пластинки лучей с линейной поляризацией источника излучения достигается тем, что указанные преломляющие плоскости выполнены под углом Брюстера коси проходящего светового пучка, что обеспечивает отклонение в сторону от его оси отраженных от них лучей и исключение их возвращения в источник света, при котором нарушается стабилизация излучения последнего.Чрезвычайная трудность и даже невозможность изготовления с требуемой высокой точностью толщины фазовой пластинки, ориентированной параллельно оптической оси кристалла, устраняется за счет того, что оптическая ось кристалла в ней ориентирована не параллельно ее плоскости, а подкосым углом, близким к углу Брюстера, анеобходимая разность фаз в такой наклонной пластинке обеспечивается при ее толщине, превышающей толщину соответствующейобычной фазовой пластинки на 1 - 2 порядка. 5Исключение световых потерь на отражение от преломляющих плоскостей линейного поляризатора и фазовой пластинкидостигается тем, что они выполнены с угломнаклона к оси пучка равными или близкими 10к соответствующим углам Брюстера и склеены в единый блок.Раздельность и самостоятельность двухэлементов указанных выше известных эллиптических поляризаторов устраняется за 15счет их фиксированной относительной установки в виде единого склеенного блока изкристаллического и стеклянного клиньев ифазовой пластинки и монтажа его в единомкорпусе-оправе с единым юстировочным 20механизмом, позволяющим изменять параметры эллипса поляризации прошедшегоэллиптически поляризованного луча путемповорота корпуса-оправы вокруг оси пучкаи малых наклонов вокруг перпендикулярных к оси пучка осей.Световые потери на поглощение в линейном поляризаторе сокращаются в - 2 раза за счет использования двух тонкихсоставляющих его кристаллического и стеклянного клиньев,Соосность входящего неполяризованного и в ходящего эллиптически поляризованного пучков достигается с помощьюдополнительной наклонной под углом Брюстера стеклянной пластинки на входе эллиптического поляризатора,В соответствии с поставленной цельюизобретения и указанными путями ее достижения предлагается соответствующий эллиптический поляризатор света,изображенный на фиг. 1 с необходимымиобозначениями линейных и угловых его параметров и хода обыкновенного - о и необыкновенного - е лучей, а именно; 1 и 2 - 45кристаллический и стеклянный клинья с углами у и уо соответственно; 3 - фазоваяпластинка, приклеенная к стеклянному клину 2, 2 к - оптическая ось кристалла в клине1, Еп - оптическая ось кристалла в фазовой 50пластинке 3, а = дГс 19 ( - ) - угол между1Пеосью Р,(о+ е) падающего неполяризованного пучка и входной плоскостью клина 1, атакже между оптической осью кристалла Ек 55и входной плоскостью клина 1, о и е - обыкновенный и необыкновенный лучи в клине1, преломленные на его входной грани; Рц -основной выходящий циркулярно поляризо Тд 7 с.етаким образом с из реода лучей в склеенных тся величина Ь паралвышедшего луча по отему и угол отклонения ределенном тов расчета х х определяе го смещения ию к падающ - 1 зо О - ЛУЧа1ого поляриза го зазора меж о внутреннег ной грани кри ется его угол ио зульта клинь лельно ношен д =1 зе1 линейн душно полно выход ределя от е - луча на выходе из тора. При наличии возду клиньями из условия о отражения о луча на сталлического клина опу в пределах1С т"о + 10 = "Г"кмакседнее значение мин =фе в частно го ср 1= атсзи( - )1Песталла исландск е у.о = Дляпата ук Наф ина из кр7,8 г, 1 фазовая х проекциях ластинка 3 изобрав плане - в третьей на в проекци Нап ке 1ление необыкновенного луча е в еняется после преломления его ях стеклянного клина 2, Оптичеплос ванный (в общем случае эллиптически поляризован н ый) луч, параллельн ый падающему лучу Рн, о - выходящий паразитный луч, отклоненный от основного на угол д; М - нормаль к фазовой пластинке 3; тд а, тд(а - 3) - проекции векторов е и Ел на плоскость фазовой пластинки, перпендикулярную нормали Й, О- угол наклона оптической оси кристалла 2 п к плоскости фазовой пластинки, р - угол между плоскостью наклона оси Еп вокруг оси и продольными бо- ковыми сторонами фазовой пластинки, О - диаметр светового пучка.Из расчета хода лучей в клиновом поляризаторе при обозначениях углов падения и преломления о и е - лучей на трех его пре- ЛОМЛЯЮЩИХ ПЛОСКОСТЯХ: ко, ке И ко,ке Е =1 1 1, 2, 3 и показателях преломления по, пе, о и е лучей в кристаллическом - и п 1 - стеклян- НОМ КЛИНЬЯХ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ УГОЛ 1 зези 1= п, зп(агсзи - "зп(а+ укЯ - ус ) (1)ПоУсловием того, цтобы выходящий луч е был параллелен падающему лучу Ри(о + е), является необходимое для этого соотношение11 зе 11 = 1% сц = 90 - а = агстд пе (2) Из системы уравнений (1) и (2) определяется угол ус при заданных у и пспроиз шени а = аГСЦ( соз че 34; толщина фазовой пластинки б = 1 мм; углы ориентировки оптической оси кристалла в фазовой пластинке: Ро = 2 Об; О= 2 41 0=33 39.На фиг. 2 представлена предлагаемая модификация линейного поляризатора как составной части эллиптического поляризатОра, Каторая СадЕржит дспслнитЕльНуа стеклянную пластинку 3 для обеспечения соосности падающего Рн и прошедшего е лучей.Формула изобретения 1, Эллиптический поляризатор, состоящий из входного линейного поляризатора и выходной фазовой пластинки, выполненных из одноосного кристалла, о т л и ч а а щ и й- С Я тЕМ, Чтс, С ЦЕЛЬЮ СнИжЕнИЯ СвЕтОВЫХ потерь на отражение, исключения возвращения отраженных лучей в осевом направлении и повышения технологичности, линейный поляризатор выполнен из оптически соединенных входного кристаллического и выходного стеклянного клиньев с углами при обращенных в противоположные стороны вершинах, равными соответственнои ус а оптическая ось кристалла во входном клине лежит в его главном сечении и ориентирована под углом а к входной грани клина, фазовая пластинка оптически соединена с выходным стеклянным клином, оптическая ось кристалла в фазовой пластинке лежит в плоскости, развернутой относительно плоскости главного сечения клиньев поляризатора на угол р, и ориентирована под углом О относительно нормали к граням пластинки, а углы аус,ри Опривольном у определяются из соотно где по, де, пс - показатели преломленияобыкновенного и необыкновенного лучей вкристалле и стекле соответственнод, кт =,гче) аГСдСОВ(че че = агсзп( ); 31 г 1 че . гс А длина волны и= агст 9 пе + УриэуеморЕламле го света,ние кристалО ла; б - заданная то а фазовой пластин К - заданная эллиптичность эллипса по ляризации прошедшего эллиптически поляризованного света,2. Поляризатор по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения соосности входящего и выходящего из него 20 пучков лучей, он содержит дополнительнуюстеклянную пластинку, установленную перед линейным поляризатором С противоположным относительно него углом наклона к оптической оси, а угол п наклона пластин ки и ее толщина асп выполнены в соответствии с соотношениями.сп = агСЦХ 1 сп АС 032 й +1 , созаспп(.пСО 32 яппсп - показатель преломления стекладополнительной пластинки;о к и с - средние толщины кристаллического и стеклянного клиньев,3, Поляризатор по п. 1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью управления параметрами эллипса поляризации, он установлен с возможностью качания вокруг двух ортогонапьных осей, перпендикулярных к оптической оси поляризатора. 41727097 12 Ред орва Тираж Подписное енного комитета по изобретениям и открыт 13035, Москва, ЖРаушская наб.,4/5 НТ СС Госуда нт", г. Ужгор л. Гагарина во аказ 1278 ВНИИП тавитель В.Ш ред М.Морге

Смотреть

Заявка

4818142, 24.04.1990

ИНСТИТУТ КРИСТАЛЛОГРАФИИ ИМ. А. В. ШУБНИКОВА

ШАМБУРОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСЕЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G02B 5/30

Метки: поляризатор, эллиптический

Опубликовано: 15.04.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1727097-ehllipticheskijj-polyarizator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Эллиптический поляризатор</a>

Похожие патенты