Polarizadores y láminas de onda

Los polarizadores seleccionan un estado de polarización y las láminas de onda desplazan la fase relativa de los componentes, siendo las herramientas básicas para controlar la luz polarizada.

Definition

Elementos ópticos que actúan sobre la polarización, con polarizadores que transmiten un componente de polarización seleccionado y láminas de onda que introducen un retardo de fase fijo entre componentes ortogonales para alterar el estado de polarización.

Scope

Este tema cubre los componentes ópticos utilizados para producir, transformar y analizar la luz polarizada. Incluye polarizadores dicróicos y reflectantes, y divisores de haz polarizantes, la ley de Malus para la transmisión a través de un polarizador, la acción de las láminas de onda (retardadores) que introducen una diferencia de fase controlada entre componentes ortogonales, las láminas de media onda y de cuarto de onda y su uso en la rotación de la polarización lineal o la producción de polarización circular, y la combinación de estos elementos descrita por el cálculo de Jones. Trata los medios prácticos de control de la polarización que subyacen a muchos instrumentos.

Core questions

• ¿Cómo selecciona un polarizador una polarización y cuánta luz transmite?
• ¿Cómo cambia una lámina de onda el estado de polarización de la luz?
• ¿Cómo se utilizan en la práctica las láminas de media onda y de cuarto de onda?
• ¿Cómo las combinaciones de estos elementos convierten una polarización en otra?

Key concepts

• polarizador
• ley de Malus
• lámina de onda
• lámina de media onda
• lámina de cuarto de onda
• ejes rápido y lento
• divisor de haz polarizante
• retardo

Key theories

Ley de Malus

Cuando la luz polarizada linealmente pasa a través de un polarizador ideal, la intensidad transmitida es igual a la intensidad incidente multiplicada por el cuadrado del coseno del ángulo entre la polarización y el eje de transmisión del polarizador.

Retardo de lámina de onda

Una lámina birrefringente introduce una diferencia de fase entre los componentes a lo largo de sus ejes rápido y lento; una lámina de media onda rota la polarización lineal, mientras que una lámina de cuarto de onda convierte entre polarización lineal y circular.

Clinical relevance

Los polarizadores y las láminas de onda son componentes centrales de los microscopios de luz polarizada utilizados en patología diagnóstica, de los polarímetros que miden analitos ópticamente activos como la glucosa, y de los dispositivos de cristal líquido que controlan la luz en pantallas e instrumentos oftálmicos.

History

Malus estableció su ley de intensidad en 1809, y Nicol ideó el prisma polarizador de calcita que lleva su nombre en 1828. Los polarizadores de lámina prácticos estuvieron ampliamente disponibles después de que Edwin Land inventara la película polarizadora dicróica en la década de 1930, fundando la Polaroid Corporation.

Key figures

• Étienne-Louis Malus
• William Nicol
• Edwin Land

Seminal works

• hecht2017
• salehteich2019

Frequently asked questions

¿Cuánta luz pasa a través de dos polarizadores cruzados?

Idealmente ninguna; cuando los ejes de transmisión son perpendiculares, la ley de Malus da una transmisión cero porque el coseno de noventa grados es cero, por lo que los polarizadores cruzados aparecen oscuros.

¿Cómo una lámina de cuarto de onda produce luz polarizada circularmente?

Si la luz polarizada linealmente incide a cuarenta y cinco grados de los ejes de la lámina, la lámina retarda un componente en un cuarto de longitud de onda con respecto al otro, y los dos componentes de igual amplitud se combinan en polarización circular.