Optischer Wissens austausch-Optische Polarisierung

Optischer Wissens austausch-Optische Polarisierung

Polarisiertes Licht hat drei grundlegende Eigenschaften: Wellenlänge, Intensität und Polarisation. Die Wellenlänge des Lichts ist leicht zu verstehen. Beispiels weise ist der Wellenlängen bereich des sichtbaren Lichts zwischen 380 und 780 nm verteilt. Die Intensität des Lichts ist auch leicht zu erfassen; Ob ein Lichtstrahl stark oder schwach ist, kann durch seine Kraft charakter isiert werden. Im Gegensatz dazu beschreibt die Polarisation charakter istik des Lichts die Schwingungs richtung des elektrischen Feld vektors, die weder sichtbar noch greifbar ist, was es im Allgemeinen schwieriger macht, sie zu verstehen. In der Praxis ist die Polarisation charakter istik des Lichts jedoch ebenso wichtig und hat weit verbreitete Anwendungen im täglichen Leben. Zum Beispiel verwenden die Flüssig kristall anzeigen (LCDs), die wir uns jeden Tag ansehen, die Polarisation stech no logie, um eine Farbanzeige und Kontrast anpassung zu erreichen. Die 3D-Brille, die wir beim Anschauen von 3D-Filmen in Kinos tragen, verwendet auch eine Licht polarisation.

Für Fachleute, die in der Optik arbeiten, kann ein gründliches Verständnis der Polarisation phänomene und die Anwendung dieses Wissens in praktischen optischen Systemen für den Erfolg von Produkten und Projekten sehr vorteilhaft sein. Daher werden wir ausgehend von diesem Artikel das Konzept der Licht polarisation auf leicht verständliche Weise vorstellen. Es ermöglicht jedem, ein tiefes Verständnis der Polarisierung zu erlangen und sie effektiver in seiner Arbeit anzuwenden.

Grund kenntnisse der Polarisation

Da die Konzepte sehr zahlreich sind, werden wir sie Schritt für Schritt in mehreren Unter abschnitten vorstellen.

2.1 Das Konzept der Polarisierung

Wir wissen, dass Licht eine Art elektro magnetische Welle ist. Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, besteht eine elektro magnetische Welle aus einem elektrischen Feld (E) und einem Magnetfeld (B), die senkrecht zueinander stehen. Diese beiden Felder schwingen in ihren jeweiligen Richtungen und breiten sich quer entlang der Ausbreitung richtung (Z) aus.

In einer elektro magnetischen Welle schwingen der elektrische Feld vektor (E) und der Magnetfeld vektor (B) senkrecht zueinander und zur Richtung der Wellen ausbreitung (Z). Die Polarisation von Licht bezieht sich spezifisch auf die Ausrichtung und das Verhalten des elektrischen Feld vektors (E) bei der Ausbreitung der Welle.

Das Verständnis des Polarisation konzepts ist entscheidend, da es beeinflusst, wie Licht mit Materialien interagiert und wie es für verschiedene Anwendungen manipuliert werden kann. Beispiels weise kann polarisiertes Licht verwendet werden, um Blendung zu reduzieren, den Kontrast in Bildgebung systemen zu verbessern und die 3D-Visualisierung in Filmen zu ermöglichen.

In den folgenden Abschnitten werden wir uns eingehender mit den verschiedenen Polarisation arten, ihrer Erzeugung und Manipulation sowie ihren praktischen Anwendungen im Alltag und in fortschritt lichen optischen Systemen befassen.

Weil das elektrische Feld und das Magnetfeld senkrecht zueinander stehen, dieselbe Phase haben und sich in der Praxis in der gleichen Richtung ausbreiten, die Polarisation des Lichts wird durch Analyse der Schwingung des elektrischen Feldes beschrieben. Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, kann der elektrische Feld vektor (\ mathbf{E} ) in Komponenten (E_x) und (E_y) zerlegt werden. Polarisation bezieht sich auf die Verteilung der Schwingungs richtungen der elektrischen Feld komponenten (E_x) und (E_y) über Zeit und Raum.

Im Detail kann der elektrische Feld vektor (\ mathbf{E} ) ausgedrückt werden als: [ \ mathbf{E} = E_x \ hat{i} E_y \ hat{j} ] wo (\ hat{i} ) und (\ hat{j} ) sind Einheits vektoren in x-bzw. y-Richtung.

Das Verhalten von (E_x) und (E_y) über Zeit und Raum bestimmt die Art der Polarisation:

Lineare Polarisation: Wenn (E_x) und (E_y) in Phase (oder um 180 Grad phasen verschoben) sind, wird der elektrische Feld vektor (\ mathbf{E} ) oszilliert in einer einzigen Ebene. Der Winkel dieser Ebene hängt von den relativen Größen von (E_x) und (E_y) ab.

Zirkuläre Polarisation: Wenn (E_x) und (E_y) die gleiche Amplitude haben, aber 90 Grad phasen verschoben sind, wird der elektrische Feld vektor (\ mathbf{E} ) zeichnet einen Kreis in der Ebene senkrecht zur Ausbreitung richtung nach. Die Drehrichtung (im oder gegen den Uhrzeiger sinn) bestimmt, ob es sich um eine rechts-oder linkshändige Zirkular polarisation handelt.

Elliptische Polarisation: Wenn (E_x) und (E_y) unterschied liche Amplituden haben und/oder um einen beliebigen Betrag außer Phase sind, der nicht 0 oder 90 Grad ist, der elektrische Feld vektor (\ mathbf{E} ) zeichnet eine Ellipse nach. Dies ist die allgemeinste Form der Polarisation.

Indem Sie verstehen, wieDie elektrischen Feld komponenten (E_x) und (E_y) schwingen, können wir den Polarisation zustand des Lichts vollständig beschreiben. Dieses Verständnis ist für das Entwerfen und Analysieren von optischen Systemen, die auf Polarisation beruhen, wie z. B. Polarisation filter, Flüssig kristall anzeigen und verschiedene Arten von Sensoren und Kommunikation geräten, unerlässlich.