편광자와 위상 지연판

편광자는 편광 상태를 선택하고 위상 지연판은 구성 요소의 상대 위상을 이동시키는, 편광된 빛을 제어하는 기본적인 도구입니다.

Definition

편광에 작용하는 광학 요소로, 편광자는 선택된 편광 성분을 투과시키고 위상 지연판은 직교 성분 사이에 고정된 위상 지연을 도입하여 편광 상태를 변경합니다.

Scope

이 주제는 편광된 빛을 생성, 변환 및 분석하는 데 사용되는 광학 부품을 다룹니다. 여기에는 이색성 및 반사형 편광자와 편광 빔 분할기, 편광자를 통한 투과에 대한 말뤼의 법칙, 직교 구성 요소 간에 제어된 위상차를 도입하는 위상 지연판(지연자)의 작용, 선형 편광을 회전시키거나 원형 편광을 생성하는 데 사용되는 반파장판 및 사분파장판, 그리고 존스 행렬(Jones calculus)로 설명되는 이러한 요소들의 조합이 포함됩니다. 이는 많은 기기의 기반이 되는 편광 제어의 실제적인 수단을 다룹니다.

Core questions

• 편광자는 어떻게 편광을 선택하며 얼마나 많은 빛을 투과시킵니까?
• 위상 지연판은 빛의 편광 상태를 어떻게 변화시킵니까?
• 반파장판과 사분파장판은 실제로 어떻게 사용됩니까?
• 이러한 요소들의 조합은 어떻게 하나의 편광을 다른 편광으로 변환합니까?

Key concepts

• 편광자
• 말뤼의 법칙
• 위상 지연판
• 반파장판
• 사분파장판
• 고속축 및 저속축
• 편광 빔 분할기
• 지연

Key theories

말뤼의 법칙

선형 편광된 빛이 이상적인 편광자를 통과할 때, 투과된 강도는 입사 강도에 편광과 편광자의 투과축 사이 각도의 코사인 제곱을 곱한 것과 같습니다.

위상 지연판의 지연

복굴절판은 고속축과 저속축을 따라 구성 요소들 사이에 위상차를 도입합니다. 반파장판은 선형 편광을 회전시키고 사분파장판은 선형 편광과 원형 편광 사이를 변환합니다.

Clinical relevance

편광자와 위상 지연판은 진단 병리학에서 사용되는 편광 현미경, 포도당과 같은 광학 활성 분석물을 측정하는 편광계, 그리고 디스플레이 및 안과 기기에서 빛을 제어하는 액정 장치의 핵심 구성 요소입니다.

History

말뤼는 1809년에 그의 강도 법칙을 확립했으며, 니콜은 1828년에 그의 이름을 딴 방해석 편광 프리즘을 고안했습니다. 실용적인 시트 편광자는 에드윈 랜드가 1930년대에 이색성 편광 필름을 발명하고 폴라로이드 코퍼레이션을 설립한 후 널리 보급되었습니다.

Key figures

• Étienne-Louis Malus
• William Nicol
• Edwin Land

Seminal works

• hecht2017
• salehteich2019

Frequently asked questions

두 개의 교차된 편광자를 통해 얼마나 많은 빛이 통과합니까?

이상적으로는 전혀 통과하지 않습니다. 투과축이 수직일 때, 말뤼의 법칙에 따르면 90도의 코사인 값이 0이므로 투과율이 0이 됩니다. 이것이 교차된 편광자가 어둡게 보이는 이유입니다.

사분파장판은 어떻게 원형 편광된 빛을 만듭니까?

선형 편광된 빛이 판의 축에 대해 45도 각도로 입사하면, 판은 한 구성 요소를 다른 구성 요소에 비해 1/4 파장만큼 지연시키고, 두 개의 동일한 진폭을 가진 구성 요소가 결합하여 원형 편광을 생성합니다.