Поляризатор

 

Союз Советсмих

Соцнамнстнчесмнх

Респубмнм

ОЛ ИСАНИНА

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««857964 (61) Дополнительное ы авт. сеид-ву(22) Заявлено 23. 08. 79 (211 281523б/18-10 (51}N, Кл.

602 В 5/30 с ярмсоедммеммеш заявки М

Ркударстесекь«11 кенитет

СССР ао делам езобретенкх и етермткк (23) Приоритет—

Опубликовано 23.08.81. Бк«ллетемь М 31

Дата опубликования описания (53) ДК 535.345. .675 (088.8) Б.А. Горштейн, И.А,Корчин, А.И, Мопоз, .В Я;. 66боль и М.А. Тортико

I 1." (72) Авторы изобретения (71} Заявитель

154 ) ПОЛЯРИЗАТОР

Изобретение относится к поляризационной оптике, а именно к преобразованию немонохроматического света с любым типом поляризации в линейнополяризованный свет, и может найти применение в устройствах передачи и измерения азимутальных углов плоскости поляризации, в поляриметрических устройствах для измерения поворота плоскости поляризации и др.

Известны устройства иэготовлен1О ные иэ различных дихроичмых веществ(11.

Однако эти устройства обладают не" высокой поляриэующей способностью и недостаточно устойчивы к внешним ер климатическим воздействиям.

Известны также поляризаторы, выполненные в виде плоско-параллельных пластин-стопа, работающих на отражение и пропускание. Для увеличения

Ю степени поляризации на такие пластины наносят чередук«щиеся по показателю переломления слои из диэлектрического материала, а для уменьшения ra2 баритов, увеличения пропускания и степени поляризации применяют поляризатор в виде двух прямоугольных призм соединенных гипотенузными гранями, на одной из которых нанесено многослойное интерференционное поляризующее покрытие P f.

Однако такой поляризатор имеет значительную нестабильность положения плоскости пропускания при наклонном прохождении через него световых пучков.

Наиболее близкими по конструкции к предлагаемому устройству являются изготовленные из двулуче1треломляющих одноосных кристаллов поляризаторы. например вьптолиенные в виде призм отделенных друг от друга воздушным промежутком, либо склеенных клеем.

Такие поляризаторы характеризуются как наиболее высококачественные, имеют большую величину степени поляризации, большую стабильность положения плоскости наибольшего пропускания, 857904

30 при наклонном прохождении через них световых пучков. При этом апертура таких поляризаторов зависит от общего двулучепреломления, которое у поляризаторов, изготовленных из

5 кальцита составляет величину порядка

О, 17 (3).

Однако поляриз аторы, из готовленные из кальцита, являются самыми дорогостоящими и дефицитными и поэтому 10 применение их очень ограничено. Использование самых распространенных материалов, таких как, например, кварц MgF< и другие, также ограничено для изготовления поляризаторов, 15 так как у них очень малые значения величины общего двулучепреломления (!кр 0» l F=0 012), ИзготовленМИ2 э ные из указанных материалов призмы поляризационные обладают весьма ма- 20 лой апертурой. Так как призма Глана, изготовленная из кристаллов MgF или кварца, имеет максимальную апертуру, равную 40 (угловых минут), тогда как призма Глана, изготовленная 25 пз кальцита, обладает апертурой, равной; .7 .

-o

1(ель изобретения — использование кристаллов с разницей двулучепреломления, не превышающей 0,015.

Указанная цель достигается тем, что поляризатор, содержащий две пря-. моугольные призмы, выполненные из одноосных кристаллов, оптические оси которых параллельны друг другу и ребру, образованном пересечением входной и гипотенузной граней, а гипотенузные грани парычлельны между собой снабжен интерференционным диэлектрическим поляризующим элементом, раз- 40 мещенным между гипотенузными гранями и жестко связанным с ними, а угол, между входной и гипотенузной гранями призм равен углу Брюстера.

На чертеже представлена принципиальная оптическая схема поляризатора.

Поляризатор состоит из двух призм

1 и 2, многослойного интерференцион.ного поляризующего покрытия 3, нане- 50 сенно .о на гипотенузную грань одной из призм. Призмы 1 и 2 изготовлены из одноосного кристалла с малым двулучепрелокпением (например кварца

MgF2), имеющего показатель преломления для обыкновенного луча и =1,,54.

Оптические оси кристаллов призм параллельны друг другу и параллельны или перпендикулярны липин пересечения выходной и гипотенузной граней. Угол между входной (выходной) и гипотенузной гранями опред«ляется углом падения света на границе раздела чередующихся слоев поляризующего покрытия, который равсн углу

Брюстера. Для кварца этот у оп равен 50 30

Наносимое покрытие 3 должно быть из чередующихся по показателю преломления слоев оптически прозрачного диэлектрика, например сернистого цинка и фтористого магния, имеющих показатель преломления соответственно 2,35 и 1,38.

Поляризатор работает на пропускание. Световой пучок проходит через призму 1, попадает на интерференционное поляризующее покрытие 3, где световой пучок раскладывается на две составляющие, плоскости колебаний в которых взаимно ортогональны. Одна составляющая, плоскость колебаний электрического вектора которой совпадает с плоскостью падения (Р— составляющая), практически полностью пройдет покрытие 3, так как интерференц -онное покрытие практически не имеет поглощения. Составляющая, плоскость колебания электрического вектора которой перпендикулярна плоскости падения (S — составляющая), отразится.

При прохождении призмы 2 положение плоскости колебаний стабилизируется, так как стабильность плоскости колебаний (стабильность плоскости пропускания) определяется ориентацией оптической оси в кристалле.

Техническая эффективность предлагаемого изобретения по сравнению с известылм определяется тем, что увеличена апертура в поляризаторе, изготовленном из одноосного кристалла с малым двулучепреломлением: интерференционное диэлектрическое поляризующее покрытие при отклонении от угла Брюстера даже íà +3 в проходя% щем свете практически полностью поляризует излучение и только при увеличении наклона пучка лучей больше

+3 степень поляризации постепенно уменьшается, но сохраняется достаточно высокой даже при отклонении до 10

Использование предлагаемого поляризатора дает возможность применять

5 857904 6 естественные и искусственные кристал- (нузные грани параллельны между собой, лы с малым двулучепреломлением (на- отличающийся тем, что, пример кварц, MgF и др.), обладаюс целью использования кристаллов с щие большой механической прочностью разностью двулучепреломления, не преи более стойкие к температурным вышающей 0,015, он снабжен интерфевоздействиям. Кроме того, сырье для ренционным диэлектрическим поляризуюполяризационных призм из кальцита щим элементом, размещенным между гиимеет высокую стоимость иэ-за огра- потенузными гранями и жестко свяэан- .-- ниченного количества материала в при- ным с ними а угол между входной..и

1 роде, тогда как синтетические кристал-1в гипотенузной гранями призм размен уг лические материалы с малым двулуче- лу Брюстера. преломлением значительно дешевле и Ъ

1 более доступны. Источники информаций,.

Ъ. принятые во внимание при эксйертизе

Формула изобретения

15 1. Фаерман Г.П. и др. Современные

Поляризатор, содержащий две пря- полярйзационные светофильтры. ONH, моугольные призмы, выполненные из )967, )1 - 12, с, 12-14. одноосных кристаллов, оптические оси 2. Авторское свидетельство СССР которых параллельны друг другу и реб )1 640225, кл. G02 В 5/30, 1973. ру, образованному пересечением вход- 2о 3. Патент Японии ))- 45-!21)5, ной и гипотенузной граней, а гипоте- кл. 104А6, 1970 (прототип).

Заказ 7237/75 Тираж 539

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное

Составитель В. Ванторин

Редактор Н. Данкулич Техред З.фанта Корректор М. Шароши