偏振片的原理

偏振片的原理,第1张

偏振片的原理

偏振片的原理

偏振片由二向色性材料制成。 当光波通过偏振片时, 其中正交偏振分量之一被偏振片强烈吸收, 而对另一分量则吸收较弱, 因此可以用偏振片将自然光转换为线偏振光。 偏振片对入射光具有遮蔽和透过的功能,可使纵向光或横向光一种透过,一种遮 蔽。它是由偏振膜、内保护膜、压敏胶层及外保护膜层压而成的复合材料。有黑白和彩色二类,按应用又可分成透射、透反射及反透射三类。一般用高分子化合物聚 乙烯醇薄膜作为基片,再浸染具有强烈二向色性的碘,经硼酸水溶液还原稳定后,再将其单向拉伸4~5倍制成。拉伸后,碘分子则整齐地被吸附在排列在该薄膜上 面,具有起偏或检偏性能。偏振光的概念和产生:

光具有矢量性——光是一种横波:

H E S ?=(K 为波面的法线方向,S 为光波的能量传播方向。在各种同性的介质中S 与K 同向。在各向异性的介质中S 与K 不同向)。

改变偏振态的方法和器件

常见的起偏或检偏的元件构成有两种:

1.光学棱镜。如尼科耳棱镜、格兰棱镜等,它是利用光学双折射的原理制成的;

2.偏振片。它是利用聚乙烯醇塑胶膜制成,它具有梳状长链形结构分子,这些分子平行排列在同一方向上,此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过,因而产生线偏振光.

马吕斯定律:马吕斯在1809年发现,完全线偏振光通过检偏器后的光强可表示为I 1 = I 0 cos 2α,其中的α是检偏器的偏振方向和入射线偏振光的光矢量

振动方向的夹角:

实验中我们用两块格兰棱镜充当起偏器和检偏器,通过硅光电池的响应电流检测偏光强度的方法来验证马吕斯定律。

由于

r n i n r i sin 20sin 1,2/0==π

1

2cos 0sin 0cos 0sin 0tan n n i i i i ===γ 若n 1为空气,则tg i 0 = n 2,这样,当介质折射率一定时,i 0就唯一地被确

定。

偏振片可以把入射光、复合光、或单色光变成线偏振光,再经过偏振片使光完全消光

可以使天然光变成偏振光的光学元件叫偏振片,又叫偏振光片,偏光片。它对入射光具有遮蔽和透过的功能,可使纵向光或横向光一种透过,另一种遮蔽,由偏振膜、内保护膜、压敏胶层及外保护膜层压而成的复合材料。

偏振原理

振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振,它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志,只有横波才有偏振现象。光波是电磁波,光波的传播方向就是电磁波的传播方向。光波中的电振动矢量E和磁振动矢量H都与传播速度v垂直,因此光波是横波,它具有偏振性,具有偏振性的光则称为偏振光。

偏振片有黑白和彩色二类,按应用又可分成透射、透反射及反透射三类。一般用高分子化合物聚乙烯醇薄膜作为基片,再浸染具有强烈二向色性的碘,经硼酸水溶液还原稳定后,再将其单向拉伸制成。拉伸后,碘分子则整齐地被吸附在排列在该薄膜上面,具有起偏或检偏性能。

偏光片分类

根据功能进行划分,偏光片包括透射式偏光片、反射式偏光片、半透过半反射式偏光片、补偿型偏光片。

根据起偏材质进行划分,偏光片包括以下几种:

碘系偏光片:容易获得高透过率、高偏振度的光学特性,但耐高温高湿的能力较差,且偏光片成本较低,市场占有率高,应用领域广泛

染料系偏光片:不容易获得高透过率、高偏振度的光学特性,但耐高温高湿的能力较好。多应用于汽车、船舶等工业领域。

偏光片的组成

偏光片的基本结构包括:最中间的PVA(聚乙烯醇),两层TAC(三醋酸纤维素),PSA film(压敏胶),Release film(离型膜) 和Protective film(保护膜)。起到偏振作用的是PVA层,但是PVA极易水解,为了保护偏光膜的物理特性,因此在PVA的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的(TAG)薄膜进行防护,这就形成了偏光片原板。

最简单的线栅偏振片是由许多平行的金属丝构成的,电场平行于金属丝方向的光会引起金属丝中电子的振动,光就被吸收了,而如果光的偏振垂直于金属丝,电子无法在这个方向快速振动,大部分光就透过了。

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