Деполяризатор или деполяризатор — оптическое устройство, используемое для перемешивания поляризации света . Идеальный деполяризатор выводит случайно поляризованный свет независимо от его входа, но все практические деполяризаторы выдают псевдослучайную поляризацию на выходе.
Оптические системы часто чувствительны к поляризации света, достигающего их (например, спектрометры на основе решеток ). Нежелательная поляризация на входе такой системы может привести к ошибкам на выходе системы.
Деполяризатор Корню был одной из самых ранних конструкций, названной в честь ее изобретателя Мари Альфред Корню . Он состоит из пары 45° призм из кварцевого кристалла , оптически контактирующих для формирования кубоида. Быстрые оси находятся на расстоянии 90° друг от друга и на 45° от сторон деполяризатора (см. рисунок). Любой луч, входящий в призму, эффективно проходит через две волновые пластины . Толщина этих волновых пластин и, следовательно, их замедление изменяются поперек луча. Фазовый сдвиг определяется по формуле [1]
Для входного пучка однородной поляризации выходная поляризация будет периодической по y . Фазовый сдвиг также зависит от длины волны из-за дисперсии .
Использование двух призм означает, что выход по сути коаксиален входу. На границе между призмами происходит рефракция, поскольку происходит обмен показателями преломления . Поэтому происходит некоторое разделение компонентов выходного пучка.
В настоящее время это устройство не используется повсеместно, но аналогичные конструкции имеются в продаже.
Деполяризатор Лио — еще одна ранняя конструкция. Он был изобретен Бернардом Лио . Он состоит из двух волновых пластин с быстрыми осями, расположенными на 45° друг от друга, причем вторая пластина вдвое толще первой. Выходной сигнал является периодическим как функция длины волны и как функция толщины волновых пластин. Особые соображения необходимы, когда этот деполяризатор должен использоваться для конкретного приложения, поскольку оптимальная толщина волновой пластины зависит от длины волны сигнала и оптического спектра, с которым он должен использоваться. Он коммерчески доступен для широкополосных видимых приложений.
Это устройство особенно привлекательно в волоконной оптике, где вместо волновых пластин используются два отрезка сохраняющего поляризацию оптического волокна нужной длины , соединенные вместе под углом 45°, поэтому не требуются никакие другие компоненты, такие как расщепители луча .
Кварцево-силикатный клиновой деполяризатор является распространенной коммерческой конструкцией и похож на деполяризатор Cornu, однако угол между двумя компонентами намного меньше (обычно 2°), и только первый компонент является двулучепреломляющим . Второй компонент изготовлен из плавленого кварца , который имеет очень похожий показатель преломления с кварцем, но не является двулучепреломляющим. Быстрая ось кварцевого элемента обычно находится под углом 45° к клину. Все устройство намного компактнее, чем деполяризатор Cornu (для той же апертуры).
Как и в случае с деполяризатором Cornu, есть некоторое разделение выходного сигнала в зависимости от поляризации, а также некоторое отклонение луча из-за неидеального соответствия показателя преломления между кварцем и кремнием. Выходной сигнал является периодическим по всему деполяризатору. Поскольку угол клина намного меньше, чем в деполяризаторе Cornu, период больше, часто около6 мм . Этот деполяризатор также имеет предпочтительную ориентацию из-за его единственной определенной быстрой оси. В коммерческих клиновых деполяризаторах это обычно отмечено.
Кварцевые клиновые деполяризаторы кварц-кварцевые имеются в продаже, хотя и не распространены. Они похожи на деполяризаторы Корню, но с малым углом клина, компенсированного кремнием.
Вместо кварца в вышеприведенных конструкциях могут использоваться другие двулучепреломляющие материалы.
Клиновидные деполяризаторы демонстрируют небольшое отклонение луча. Это справедливо даже в том случае, если грани оптики строго параллельны. Поскольку каждая половина оптики представляет собой клин, а две половины не имеют абсолютно одинакового показателя преломления (для определенной поляризации), деполяризатор фактически очень слегка заклинен (оптически).
Деполяризатор Лиота и подобные устройства основаны на том факте, что замедления оптических волновых пластин или замедлителей зависят от оптической частоты или длины волны. Они вызывают дисперсию моды поляризации , которая может быть пагубной. Кроме того, их нельзя использовать для (квази-)монохроматических сигналов. Для последних необходимы деполяризаторы, изменяющиеся во времени. Они состоят из оптических замедлителей, изменяющихся во времени. Эффективным способом реализации деполяризаторов, изменяющихся во времени, являются вращающиеся волновые пластины или эквивалентные оптические устройства.
Вращающаяся полуволновая пластина создает поляризацию, которая является периодической во времени, и, следовательно, эффективно перемешивается для достаточно медленных ответов. Ее входная поляризация должна быть линейной. Результирующая выходная поляризация является вращающейся линейной поляризацией . Аналогично, круговая поляризация может быть деполяризована вращающейся четвертьволновой пластиной . Выходная поляризация снова линейна. Если полуволновая и четвертьволновая пластины соединены и вращаются с разной скоростью, любая входная поляризация деполяризуется. Если волновые пластины не идеальны, большее количество вращающихся волновых пластин может улучшить производительность. [2] Основанные на электрооптических вращающихся волновых пластинах, такие поляризационно-независимые деполяризаторы коммерчески доступны с интервалами деполяризации до360 нс .
Во многих приложениях можно использовать четвертьволновую пластину для получения циркулярно поляризованного света , но это возможно только для света ограниченного диапазона длин волн, который изначально линейно поляризован . Были продемонстрированы и другие методы, такие как использование вращателей Фарадея и жидких кристаллов . [3] Также возможно деполяризовать свет с помощью волоконной оптики . Относительно высокая степень деполяризации также достигается при прохождении света через обычные полупрозрачные материалы, такие как матовый пластик или промасленная бумага.
.}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6390761808bd451491f72b91ec5d2053dcb5cfc7)