Настройка оптической схемы: ввод
В двулучепреломляющей среде два ортогональных направления поляризации приобретают разные фазовые скорости. Толщина пластинки и разность показателей преломления вместе определяют фазовую задержку между этими составляющими. Двулучепреломление добавляет независимые фазовые скорости и ориентацию оптической оси. Поворот анизотропного элемента меняет его эффективное действие даже при неизменных толщине и длине волны. Для задачи «Двулучепреломление в анизотропной пластине — при двулучепреломлении» отслеживайте, как длина волны в вакууме, нм изменяет соответствующие выходные значения при неизменном параметре «толщина двулучепреломляющей пластины, мм».
Перед пластинкой входной линейный поляризатор задаёт определённое направление электрического поля. Ориентация главной оптической оси относительно этого направления определяет, какие доли поля возбуждают две собственные поляризации. Сравнивать расчёты следует при одинаковых входных поляризациях: отличие выходного сигнала может объясняться как фазовой задержкой, так и выбранным направлением анализатора. В данной постановке для проверки удобно изменить «разность показателей преломления, nₑ−nₒ», после чего сравнить фазу, интенсивность и доступные показатели поляризации в одном наборе результатов.
Пластинка не обязана уменьшать интенсивность: её основное действие состоит в изменении фазового соотношения компонент. Изменение интенсивности становится заметным после выходного анализатора, который проецирует полученную поляризацию на выбранную ось. Двулучепреломление добавляет независимые фазовые скорости и ориентацию оптической оси. Поворот анизотропного элемента меняет его эффективное действие даже при неизменных толщине и длине волны. Учтите обозначения в этой форме: «толщина двулучепреломляющей пластины, мм» вводится независимо от «ось входного поляризатора, °»; не следует подменять один эффект другим только из-за похожих единиц измерения.
Уравнения и численный расчёт: физика
Угол эллипса и эллиптичность показывают геометрию поляризационного состояния, а параметры Стокса позволяют отличить линейную составляющую от круговой. Степень поляризации в идеальном монохроматическом случае равна единице. Сравнивать расчёты следует при одинаковых входных поляризациях: отличие выходного сигнала может объясняться как фазовой задержкой, так и выбранным направлением анализатора. Для задачи «Двулучепреломление в анизотропной пластине — при двулучепреломлении» отслеживайте, как оптическая ось двулучепреломляющего слоя, ° изменяет соответствующие выходные значения при неизменном параметре «ось анализатора, °».
При наклонном распространении оптический путь внутри пластинки длиннее её геометрической толщины. Величину внутреннего угла удобно оценивать по среднему показателю преломления, однако анизотропную геометрию общего случая такая оценка не заменяет. Двулучепреломление добавляет независимые фазовые скорости и ориентацию оптической оси. Поворот анизотропного элемента меняет его эффективное действие даже при неизменных толщине и длине волны. В данной постановке для проверки удобно изменить «ось входного поляризатора, °», после чего сравнить фазу, интенсивность и доступные показатели поляризации в одном наборе результатов.
Расчёт используется как модель идеального фазового замедлителя. Он не включает пространственное разделение обыкновенного и необыкновенного лучей, неоднородность кристалла, поглощение, температурный дрейф и спектральную дисперсию. Сравнивать расчёты следует при одинаковых входных поляризациях: отличие выходного сигнала может объясняться как фазовой задержкой, так и выбранным направлением анализатора. Учтите обозначения в этой форме: «ось анализатора, °» вводится независимо от «угол падения на пластину, °»; не следует подменять один эффект другим только из-за похожих единиц измерения.
Что показывают результаты: проверка
В двулучепреломляющей среде два ортогональных направления поляризации приобретают разные фазовые скорости. Толщина пластинки и разность показателей преломления вместе определяют фазовую задержку между этими составляющими. Двулучепреломление добавляет независимые фазовые скорости и ориентацию оптической оси. Поворот анизотропного элемента меняет его эффективное действие даже при неизменных толщине и длине волны. Для задачи «Двулучепреломление в анизотропной пластине — при двулучепреломлении» отслеживайте, как входная интенсивность света, отн. ед. изменяет соответствующие выходные значения при неизменном параметре «средний показатель преломления пластины».
Перед пластинкой входной линейный поляризатор задаёт определённое направление электрического поля. Ориентация главной оптической оси относительно этого направления определяет, какие доли поля возбуждают две собственные поляризации. Сравнивать расчёты следует при одинаковых входных поляризациях: отличие выходного сигнала может объясняться как фазовой задержкой, так и выбранным направлением анализатора. В данной постановке для проверки удобно изменить «угол падения на пластину, °», после чего сравнить фазу, интенсивность и доступные показатели поляризации в одном наборе результатов.
Пластинка не обязана уменьшать интенсивность: её основное действие состоит в изменении фазового соотношения компонент. Изменение интенсивности становится заметным после выходного анализатора, который проецирует полученную поляризацию на выбранную ось. Двулучепреломление добавляет независимые фазовые скорости и ориентацию оптической оси. Поворот анизотропного элемента меняет его эффективное действие даже при неизменных толщине и длине волны. Учтите обозначения в этой форме: «средний показатель преломления пластины» вводится независимо от «длина волны в вакууме, нм»; не следует подменять один эффект другим только из-за похожих единиц измерения.
Ограничения и контроль: допущения
Угол эллипса и эллиптичность показывают геометрию поляризационного состояния, а параметры Стокса позволяют отличить линейную составляющую от круговой. Степень поляризации в идеальном монохроматическом случае равна единице. Сравнивать расчёты следует при одинаковых входных поляризациях: отличие выходного сигнала может объясняться как фазовой задержкой, так и выбранным направлением анализатора. Для задачи «Двулучепреломление в анизотропной пластине — при двулучепреломлении» отслеживайте, как дополнительное двулучепреломление изменяет соответствующие выходные значения при неизменном параметре «разность показателей преломления, nₑ−nₒ».
При наклонном распространении оптический путь внутри пластинки длиннее её геометрической толщины. Величину внутреннего угла удобно оценивать по среднему показателю преломления, однако анизотропную геометрию общего случая такая оценка не заменяет. Двулучепреломление добавляет независимые фазовые скорости и ориентацию оптической оси. Поворот анизотропного элемента меняет его эффективное действие даже при неизменных толщине и длине волны. В данной постановке для проверки удобно изменить «длина волны в вакууме, нм», после чего сравнить фазу, интенсивность и доступные показатели поляризации в одном наборе результатов.
Расчёт используется как модель идеального фазового замедлителя. Он не включает пространственное разделение обыкновенного и необыкновенного лучей, неоднородность кристалла, поглощение, температурный дрейф и спектральную дисперсию. Сравнивать расчёты следует при одинаковых входных поляризациях: отличие выходного сигнала может объясняться как фазовой задержкой, так и выбранным направлением анализатора. Учтите обозначения в этой форме: «разность показателей преломления, nₑ−nₒ» вводится независимо от «оптическая ось двулучепреломляющего слоя, °»; не следует подменять один эффект другим только из-за похожих единиц измерения.
Формула расчёта
Δφ=2πΔn·d/(λcosθ); Sвыход=P(α)·R(Δφ)·P(β)·Sвход
Проверенные примеры
Входные данные: Длина волны в вакууме, нм: 550.0; Разность показателей преломления, nₑ−nₒ: 0.009; Толщина двулучепреломляющей пластины, мм: 0.055; Оптическая ось двулучепреломляющего слоя, °: 28.0; Ось входного поляризатора, °: 13.0; Ось анализатора, °: 74.0; Входная интенсивность света, отн. ед.: 100.0; Угол падения на пластину, °: 17.0; Средний показатель преломления пластины: 1.58; Дополнительное двулучепреломление: 0.003.
Результаты: Интенсивность за анализатором = 24.4750049049; Пропускание системы = 0.244750049; Интенсивность перед анализатором = 94.939702315; Фазовая задержка, рад = 0.4300978241; Полная задержка, волн = 1.0684521947.
Входные данные: Длина волны в вакууме, нм: 643.5; Разность показателей преломления, nₑ−nₒ: 0.009; Толщина двулучепреломляющей пластины, мм: 0.055; Оптическая ось двулучепреломляющего слоя, °: 28.0; Ось входного поляризатора, °: 13.0; Ось анализатора, °: 74.0; Входная интенсивность света, отн. ед.: 100.0; Угол падения на пластину, °: 17.0; Средний показатель преломления пластины: 1.58; Дополнительное двулучепреломление: 0.003.
Результаты: Интенсивность за анализатором = 25.7552497093; Пропускание системы = 0.2575524971; Интенсивность перед анализатором = 94.939702315; Фазовая задержка, рад = -0.545336477; Полная задержка, волн = 0.913207004.
Входные данные: Длина волны в вакууме, нм: 550.0; Разность показателей преломления, nₑ−nₒ: 0.009; Толщина двулучепреломляющей пластины, мм: 0.055; Оптическая ось двулучепреломляющего слоя, °: 32.76; Ось входного поляризатора, °: 13.0; Ось анализатора, °: 74.0; Входная интенсивность света, отн. ед.: 100.0; Угол падения на пластину, °: 17.0; Средний показатель преломления пластины: 1.58; Дополнительное двулучепреломление: 0.003.
Результаты: Интенсивность за анализатором = 25.0421336658; Пропускание системы = 0.2504213367; Интенсивность перед анализатором = 94.939702315; Фазовая задержка, рад = 0.4300978241; Полная задержка, волн = 1.0684521947.
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Укажите исходную длину волны, оптические свойства сред, интенсивности и геометрию по названиям полей.
- Задайте выбранные условия дополнительная анизотропия второго участка, затем вычислите характеристики системы.
- Сопоставьте интенсивность, фазу и степень поляризации либо видность; изменение отдельного параметра имеет физический смысл.