Vielinio tinklelio poliarizatorius

Kadangi beveik visi detektoriai yra jautrūs poliarizacijai, prieš detektorių reikia pastatyti depoliarizatorių, kad būtų pašalinta jo priklausomybė nuo krintančios spinduliuotės poliarizacijos ir taip pagerintas tikslumas. Depoliarizacijos principas apima šviesos, kuri iš pradžių turi tik specifinę poliarizacijos kryptį, pavertimą mišria būsena, kurioje yra įvairios atsitiktinės poliarizacijos kryptys, taip pašalinant poliarizacijos charakteristikas. Yra trys depoliarizacijos pasiekimo būdai: keičiant poliarizuotos šviesos būseną „laiko“, „erdvės“ arba „bangos ilgio“ atžvilgiu. Dvipusio lūžio kristalinis depoliarizatorius panaudoja savo „spindulių skaidymo savybę“, kad visiškai sutrikdytų tvarkingą poliarizuotos šviesos išsidėstymą erdvėje ir pasiektų depoliarizaciją, tai yra, poliarizuotą šviesą paverstų atgal į nepoliarizuotą šviesą. Užuot „pašalinęs“ poliarizaciją, jis ją „neutralizuoja“. Pagrindinis principas yra paprastas: jis padalija iš pradžių vienakryptę poliarizuotą šviesą į nesuskaičiuojamą daugybę skirtingų orientacijų spindulių, kurie vėliau sumaišomi, todėl gaunama šviesa, kuri, atrodo, neturi fiksuotos krypties. 1, Daugiaspalvis šviesos depoliarizatorius Lyot depoliarizatorius yra tipiškas polichromatinis (baltos šviesos) depoliarizatorius, tiekiamas vienos ir dviejų plokščių konfigūracijomis. Vienos plokštės polichromatinis depoliarizatorius pasiekia optimalų depoliarizacijos našumą, kai krintančios poliarizuotos šviesos virpesių plokštuma sudaro 45° kampą su optine ašimi. Dviejų plokščių depoliarizatoriaus efektyvumas nepriklauso nuo krintančios šviesos poliarizacijos plokštumos, todėl jis yra praktiškesnis; jo struktūra parodyta 1 paveiksle. Šį depoliarizatorių sudaro du dvipusiai laužiantys kristalai, kurių storio santykis yra 2:1, o jų optinės ašys yra orientuotos viena į kitą 45° kampu. Visas mazgas pagamintas sujungiant arba kapsuliuojant dvi kristalines plokšteles optiniais klijais. Jo veikimo principas apima skirtingų bangos ilgių krintančią šviesą, praėjusią pro dvipusiai laužiančius elementus, ir susidaro elipsiškai poliarizuotoji šviesa su skirtingu elipsiškumu. Galutinis išėjimo spindulys yra atsitiktinis poliarizacijų su skirtingu elipsiškumu derinys, taip pasiekiant depoliarizaciją.     1 pav. Lyot depoliarizatorius   Lyot depoliarizatorius pasižymi puikiu suderinamumu, todėl gali veikti su įvairiais šviesos šaltiniais ir yra labai praktiškas tokiose srityse kaip giroskopai ir optiniai jutikliai. Tačiau šis depoliarizatorius turi tam tikrų apribojimų: jis efektyvus tik esant plačiam krintančios šviesos spektrui ir užtikrina neoptimalų depoliarizacijos našumą monochromatinei šviesai. Lyot depoliarizatoriaus depoliarizacijos efektyvumas priklauso nuo veikimo bangos ilgio, medžiagos, optinės ašies kampo ir prizmės pleišto kampo.   2. Monochromatinis šviesos depoliarizatorius   Palyginti su daugiaspalviais šviesos depoliarizatoriais, monochromatiniai šviesos depoliarizatoriai tam tikrais atžvilgiais yra plačiau pritaikomi, nes jie paprastai gerai depoliarizuoja ir daugiaspalvę šviesą. Viena ketvirčio bangos plokštelė gali būti naudojama kaip pseudodepoliarizatorius. Kvaziplanarinės poliarizacijos monochromatinės šviesos atveju, kai ji naudojama tik intensyvumui matuoti, jos veikimas yra gana patenkinamas; ji efektyviai sumažina paklaidas, atsirandančias dėl fotodetektorių poliarizacijos jautrumo, užtikrindama bandymo rezultatų patikimumą. Dažniausias monochromatinio šviesos depoliarizatoriaus tipas yra pleišto formos depoliarizatorius, kaip parodyta 2 paveiksle. 2 pav. Vienas optinis pleišto tipo depoliarizatorius Kai krintanti šviesa praeina pro depoliarizatorių, ji skyla į O ir E šviesą. Dėl skirtingo jų sklidimo per kristalą greičio šie du spinduliai skirtingose ​​išėjimo pozicijose pasižymi skirtingais fazių skirtumais. Fazė atitinkamai kinta kartu su kristalo storio pokyčiais. Skleidžiama šviesa periodiškai pereina tarp tiesiškai poliarizuotos, elipsiškai poliarizuotos ir cirkuliarinės poliarizuotos būsenų, kaip parodyta 3 paveiksle. Pagrindinis skirtumas tarp šviesos, išeinančios iš depoliarizatoriaus, ir natūralios šviesos yra jų poliarizacijos būsenose: pirmoji išlaiko pastovią poliarizacijos būseną kiekvienoje išėjimo pozicijoje, o antroji skirtingose ​​pozicijose pasižymi atsitiktinėmis poliarizacijos būsenomis. 3 pav.: Skleidžiamos šviesos poliarizacijos būsenos trajektorija kaip padėties funkcija Šio depoliarizatoriaus trūkumai taip pat akivaizdūs. Pirma, optinis pleišto kampas turi būti pakankamai mažas; priešingu atveju jis sukels spindulio divergenciją ir deformaciją. Veikimo metu atstumas tarp depoliarizacijos įrenginio ir imtuvo neturėtų būti per didelis, nes tai pablogina veikimą. Antra, efektyvi tiesiškai poliarizuotos šviesos depoliarizacija gali būti pasiekta tik tada, kai krintanti šviesa yra statmena ir jos poliarizacijos plokštuma sudaro 45 laipsnių kampą su depoliarizatoriaus optine ašimi. Šie apribojimai pabrėžia depoliarizacijos įrenginių, naudojamų vienetinėse struktūrose, trūkumus. Polichromatinių ir monochromatinių depoliarizatorių struktūriniai skirtumai atitinka skirtingus kintamuosius fazės vėlavimo skaičiavimo formulėje. Fazės vėlavimas δ apskaičiuojamas pagal šią formulę: Čia λ žymi krintančios šviesos bangos ilgį, n₀ – šviesos o lūžio rodiklis, nₐ – šviesos e lūžio rodiklis, o d – dvilypio laužiančio kristalo storį. Polichromatinis šviesos depoliarizatorius pasižymi lygiagrečių plokščių struktūra su pastoviu storiu d; kadangi polichromatinė šviesa apima skirtingų spektrinių juostų bangos ilgius, jų bangos ilgiai (λ₁, λ₂,..., λₙ) kinta, todėl susidaro skirtingi fazių skirtumai. Priešingai, monochromatinis šviesos depoliarizatorius, skirtas monochromatinei krintančiai šviesai, naudoja skirtingo storio dvilypias medžiagas (d₁, d₂,..., dₙ), užtikrindamas, kad skirtingose ​​išėjimo paviršiaus vietose esantys o ir e poliarizuoti komponentai pasižymi skirtingais fazių skirtumais, todėl galima pagaminti pleišto formos kristalus.   3. Apvalių apvalinimo detektorius Tiriant žiedinio bi-laužimo arba dichroizmo reiškinius, dažnai reikia depoliarizuoti apskritimiškai poliarizuotą šviesą. Tiesioginis metodas – pirmiausia apskritimiškai poliarizuotą šviesą paversti tiesiškai poliarizuota šviesa naudojant ketvirčio bangos plokštę, o po to depoliarizuoti monochromatinę tiesiškai poliarizuotą šviesą.