什么是偏振光?

如题所述

揭示光的秘密:BS、PBS与NPBS的分光原理解析

让我们一起探索光学世界的奥秘,普通分光棱镜(BS)如同一道光的魔术师,其工作原理是巧妙地将入射光分解为反射与透射两部分。当非偏振光降临,BS以50%反射和50%透射的比例,创造出独特的干涉图案;而对于偏振光,BS会依据入射角和折射率,使振动方向不同于入射面的光分量偏转,留下振动方向与面平行的光束。



接下来是偏振分光棱镜(PBS)的登场,它通过两片定向偏振片的巧妙组合,如磁铁吸引铁粉般,将入射光按预定路径分隔,无论是光线与偏振片主轴同向还是垂直,都有精确的反射与透射规则。当偏振方向与主轴吻合,只有一半的光被允许前行;反之,另一半则被反射或穿透。



然而,NPBS(消偏振分光棱镜)的出现,如同量子力学的超光速瞬间,它颠覆了常规。非均匀厚度的各向异性晶体是它的秘密武器,通过精确的晶体设计和光程控制,消除了偏振的固定方向,让任何偏振光都能被分成两个相干的路径,仿佛光的自由舞蹈。无论是透射还是反射,NPBS都能将偏振光的极化状态彻底消除。



在透射和反射的细节上,我们可以看到,当光线平行于棱镜表面,反射光是s极化,透射光则是p极化,如同镜像的左右对称;反之,垂直入射时,反射光变为了p极化,透射光则恢复为s极化。对于PBS和NPBS,分析它们如何影响偏振状态时,务必考虑偏振片或晶体的主轴方向,这就像一个精密的调色盘,控制着光的偏振色彩。



通过BS、PBS和NPBS,我们窥见了光如何在分光棱镜的引导下,展现出不同形态与特性,这些原理在光学、通信、成像等领域发挥着至关重要的作用。它们不仅是光学工程的基石,也是我们理解光与物质交互的窗口。
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