kun valo osuu tasaiselle rajalle kahden erilaisen läpinäkyvän väliaineen välillä, yleensä ainakin osa sen optisesta tehosta heijastuu.Tietyssä kohtauskulmassa, jota kutsutaan Brewsterin kulmaksi (Sir David Brewsterin mukaan) tai joskus polarisoivaksi kulmaksi, tätä heijastusta ei kuitenkaan tapahdu edellyttäen, että valo on p-polarisoitunut.Jälkimmäinen ehto tarkoittaa, että polarisaatiosuunta (eli suunta, jossa sähkökenttävektori oskilloi) sijaitsee insidenssitason sisällä.S-polarisoidun valon heijastavuus on jopa suurempi kuin valon, jolla on normaali esiintyvyys rajalla.
Brewsterin kulman suuruus riippuu kyseessä olevan optisen väliaineen taitekertoimista ja se voidaan laskea Brewsterin lain avulla:
tässä N1 ja N2 ovat tulevan säteen väliaineen taitekerroin ja toisen väliaineen taitekerroin.Voidaan osoittaa, että kulmien summa molemmissa väliaineissa (suhteessa normaalin esiintyvyyden suuntaan) on 90°.
numeerisena esimerkkinä voidaan pitää valoa, joka tulee ilmasta (N1 &noin; 1) lasiin, jossa N2 = 1,5.Tästä tilanteesta voidaan laskea, että Brewsterin kulma on &n.56,3°.Kuvassa 2 esitetään Brewsterin kulma taitekertoimen suhteen funktiona – tai toisen väliaineen taitekertoimen funktiona, jos ensimmäisellä väliaineella on N1 = 1.
vastaavilla taitekertoimilla varustettujen väliaineiden välisissä rajapinnoissa Brewsterin kulma on lähellä 45°.Heijastukset ovat muutenkin heikkoja tällaisissa tapauksissa.
Brewsterin kulmassa tapahtuvassa polarisoimattomassa kohtausvalossa heijastunut valo on täysin s-polarisoitunut, koska p-polarisoituneessa valossa ei ole heijastusta.Termi ”polarisoiva kulma” tulee tästä tosiasiasta.
yleensä tällaisten pintojen heijastumat voidaan laskea Fresnelin yhtälöillä.Tämän avulla voidaan esimerkiksi laskea efektiivinen heijastavuus lasersäteelle, jolla on äärellinen ero, eri kulmakomponenttien heijastuvuuksien painotettuna keskiarvona.Yleensä tällaiset tehokkaat heijastukset ovat melko pieniä, koska useimmilla lasersäteillä on pieni ero.
katoavan heijastuksen kvalitatiivista ymmärtämistä varten voidaan tarkastella toisen väliaineen värähtelevää sähköpolarisaatiota, joka on kohtisuorassa katoavan heijastuman suuntaan nähden beam.It on hyvin tiedossa, että dipolit eivät lähetä säteilyä täsmälleen värähtelynsä suuntaan.Tämä kuva ei kuitenkaan tarjoa todellista selitystä; ei esimerkiksi ole selvää, miksi toisen väliaineen sähköpolarisaatiosuunnalla pitäisi olla merkitystä, vaikka heijastunut säde etenisi ensimmäisessä väliaineessa.
Brewsterin kulman tekninen hyödyntäminen
optiset elementit laserresonaattoreissa tai muissa optisissa asetelmissa ovat usein suunnattuja siten, että niiden kautta etenevä lasersäde on Brewsterin kulmassa.Näin heijastushäviöitä vältetään p-polarisoidulle valolle ilman, että se vaatii heijastuksenestopinnoitteita.Etuna ei ole ainoastaan se, että tällaisia pinnoitteita ei tarvita, vaan myös se, että realistisesti saavutetut tehokkaat heijastuskyvyt ovat tyypillisesti alhaisempia tällä tekniikalla.Tästä lähestymistavasta voi kuitenkin seurata erilaisia haittoja – esimerkiksi keskittyneiden palkkien hajataittoisuutta, joka voi vaatia lisäosia tai suunnittelun yksityiskohtia haitallisten vaikutusten välttämiseksi.
esimerkkejä Brewsterin kulmassa usein käytettävistä optisista elementeistä ovat laserkiteet, kahtaistaittavat virittimet, prismaparit aallonpituuden viritykseen tai hajontakompensaatioon sekä Brewster-ikkunat kaasussa lasers.In jos kyseessä on prismat, tämä tekniikka voi tietenkin toimia Tulo-ja Lähtö kasvot vain, jos kahden pinnan välinen kulma on oikein valittu.Esimerkiksi sulatetusta piidioksidista (SiO2) valmistetussa Prismassa, jonka aallonpituus on 1064 nm, jossa taitekerroin on 1,486, prismapintojen välinen ihanteellinen kulma olisi 67,9°.Kun sen sijaan käytetään 65°: n kulmaa, heijastushäviöt symmetriselle polulle kiteen läpi ovat &n.0,7%.60°: n kohdalla tappio nousisi jo 3,8 prosenttiin.SF10: n kaltaiselle lasille, jonka taitekerroin on suurempi &n.1,7 1064 nm: ssä, ihanteellinen prismakulma olisi 60,8°, ja kun valitaan yhteinen arvo 60°, heijastushäviöt ovat edelleen melko pieniä (0,2% yhteensä).
polarisoidulle lasersäteelle voidaan periaatteessa saada voimakas ja säädettävä vaimennus heijastamalla sitä esimerkiksi lasipinnalle, jonka kohtauskulma on lähellä Brewsterin kulmaa.Tämän tekniikan ongelmana on kuitenkin se, että s-polarisoidun valon heijastavuus on silloin paljon suurempi; vaikka tuleva säde olisi melko hyvin polarisoitunut, pieni s-polarisoitunut komponentti siitä voisi olla hallitseva osa heijastuneessa beam.As selitetään artikkelissa depolarisaatiohäviö, jotkut s-Polarisoidut komponentit voidaan helposti luoda tietyissä olosuhteissa.
vesipintojen häiritseviä optisia heijastuksia voidaan olennaisesti vaimentaa polarisoivilla laseilla, jotka lähettävät vain pystysuunnassa polarisoitunutta valoa.Vaikka auringonvalon tulokulma voi usein poiketa oleellisesti Brewsterin kulmasta, heijastuskyky p-polarisoidulle valolle on yleensä paljon pienempi kuin s-polarisoidulle valolle.
kysymyksiä ja kommentteja käyttäjiltä
miksi ei ole Brewsterin kulmaa s-polarisaatiolle?
kirjoittajan vastaus:
vain p-polarisaation osalta voidaan todeta, että sopivalla kohtauskulmalla e-kentän suunta väliaineessa on kohtisuorassa siihen suuntaan, johon heijastunut valo menisi.Noissa oloissa sinne ei voi mennä valoa.S polarisaatio, että ei voisi tapahtua.
heijastuuko aurinkolasien s-polarisoitu valo Brewsterin kulmaan?
mitä minun pitäisi tehdä, jos haluan polarisoida valonsäteen?Voinko asettaa Brewster-levyn ja säätää kulman Brewsterin kulmaan?Onko Brewsterin levyltä havaittu valo polarisoitunut tässä tilassa?
vastaus tekijältä:
Aurinkolasityö perustuu aallonpituudesta riippuvaiseen absorptioon ja heijastumiseen, ei polarisaatioon.
vaikka Brewsterin levyn transmissiokyky on polarisaatiosta riippuvainen, se ei ole täysin polarisoitunut, koska molemmat polarisaatiot välittyvät jossain määrin.Vain Brewsterin kulmassa heijastuva valo on polarisoitunut.
Täällä voit esittää kysymyksiä ja kommentteja. Sikäli kuin kirjoittaja hyväksyy ne, ne näkyvät tämän kappaleen yläpuolella yhdessä kirjoittajan vastauksen kanssa. Laatija päättää hyväksymisestä tiettyjen kriteerien perusteella. Pohjimmiltaan asian on oltava riittävän laaja-alainen.
älä syötä henkilötietoja tähän; muutoin poistamme ne pian. (Katso myös tietosuojaselosteemme.) Jos haluat saada kirjailijalta henkilökohtaista palautetta tai konsultointia, ota häneen yhteyttä esimerkiksi sähköpostitse.
toimittamalla tiedot annat suostumuksesi tietojen mahdolliseen julkaisemiseen verkkosivustollamme sääntöjemme mukaisesti. (Jos myöhemmin perut suostumuksesi, poistamme nämä syötteet.) Koska kirjoittajasi tarkistaa ensin syötteesi, ne voidaan julkaista viiveellä.
Katso myös: Brewster-levyt, Brewster-ikkunat, Optiset ikkunat, heijastusta estävät pinnoitteet
ja muut tuotteet kategoriassa yleinen optiikka
 |
jos tykkäät tästä sivusta, Jaa linkki kavereillesi ja kollegoillesi esimerkiksi sosiaalisen median kautta: nämä jakamispainikkeet on toteutettu yksityisyydensuojaa kunnioittaen! |
