CN104656265A - 偏振面旋转式光强空间分布调节器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种偏振面旋转式光强空间分布调节器，属于空间光强分布控制器件，能够检验光场的偏振特性、调节光强度以及空间光强度分布，它包括偏振片排列结构及组合方式。所述偏振片3为有机薄膜偏振片，其被分割成7个同心圆环形偏振环和1个同心圆形偏振片，偏振环或偏振片均在其半径方向上标注了偏振方向，除最里面的圆偏振片外，外面的7个偏振环宽度尽量一致，按照偏振环从大到小顺序，依次将其偏振方向按照夹角22.5°间隔旋转排列，环间连接紧密但不重叠；将偏振片3胶合于两个玻璃片间，玻璃片的尺寸稍大，经挤压排气泡后组成一个调节器。器件有方向要求，单只使用与配对使用功能不同，使用波长范围为可见光。

Description

偏振面旋转式光强空间分布调节器

技术领域：

本发明涉及一种光强度调节器件，尤其涉及一种空间光强分布的连续调节器件。

背景技术：

光的偏振现象是横波特性的有力证据，这一现象的发现对科技进步起到了巨大推动作用，它也给我们的生活带来了巨大变化。如尼克尔偏光棱镜的发明，进一步促进了偏振光应用发展；有机薄膜偏振片的发明更加丰富了我们的日常生活，它是液晶显示产品中的关键部件。偏光现象是神奇的，利用其研制的器件更具有神秘性，在科研、教学、军工及科普等方面有着非常广阔的应用空间。借助现代工艺方法，利于偏振片透光振动方向(或称：偏振方向)的改变，能够使得空间光强分布发生变化，可检测光源的偏振性能或制造出迷幻的透射光场，以此激发学生的科技兴趣，增强对偏振光的理解。

发明内容：

本发明是基于光的偏振原理，利用了偏振片偏振方向的改变来控制光强。如果单独使用器件，能够快速精确判断入射光源的偏振方位，如果配对使用，配以旋转方式，可以使其透射光强分布发生连续变化，出现空间光强整体渐变过程，也可以呈现局部光强过渡渐变的移动条纹变化过程。

本发明的技术方案如下：本发明采用偏振片和玻璃片组合制作，其特征是：偏振片夹持在两个透明玻璃片中间，如图1所示，其中偏振片3已经确定好偏振方向，并分割成多个同心连接圆环，称为偏振环，各偏振环直径由外夹玻璃片尺寸和偏振环个数所决定，玻璃片1和玻璃片2尺寸相同；偏振片3通常被分割成7个偏振环和1个同心圆偏振片，偏振环数少光强分布过渡效果差，偏振环数多光强分布过渡平缓自然，但组合工艺难度会加大，切开的8个偏振环和同心圆偏振片，均在其半径方向上鲜明标注偏振方向，依据偏振环从大到小顺序，依次将其偏振方向按照夹角22.5°间隔旋转排列，如图2所示，随后胶合于玻璃片1和玻璃片2间组成一个调节器。

调节器使用有方向要求，规定对准调节器观察时，以最外面偏振环的偏振方向为起点，如果各环的偏振方向按照顺时针旋转排列，为正方向，偏振方向按照逆时针方向旋转排列，则为负方向。当要检验光场中的偏振性质时，通过调节器观察光场，线偏振光光场和部分偏振光光场将使得调节器上光强分布不均匀，出现明暗圆环，其中最暗环偏振方向与照明光源的偏振方位垂直。如果要调整光场强度，将两只调节器同时放入光场中，当它们的方向一致时，旋转其中任意一只，光强度将逐渐改变，呈现出由透光逐渐到消光的连续变化状态。将一只调节器放入线偏振光光场和部分偏振光光场，出现明暗圆环形光强分布，随着调节器旋转会出现光场分布按照由外向内的同心圆环收缩变化或由内向外的同心圆环发散变化；将两只调节器放入光场中，当它们的方向不一致时，旋转其中任意一只，也将出现迷幻的同心圆环不断收缩或不断发散的现象，且光场中始终保持有两个最暗圆环存在，圆环变化幅度自中心到达器件边缘，圆环变化的频率是旋转频率的两倍。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；图2是本发明中圆环偏振片偏振方向排列分布示意图。

标号说明：1玻璃片、2玻璃片、3偏振片。

具体实施方式：

选择应力小的浮法玻璃，经裁切滚圆后抛光，玻璃直径比偏振片直径大1mm；将偏振片按照玻璃直径大小用激光分割成7个同心圆环和1个同心圆，除最里面的同心圆外，外面的7个圆环宽度尽量一致，确定好偏振片的偏振方向后，沿此方向的同心圆半径切开一小豁口，此豁口将永久标记各圆偏振环的偏振方向，它在任何照明情况下都是亮的。将各环按照图2所示排列方式布置在圆玻璃片上，涂胶后用另一圆玻璃片压紧固化，如图1所示，压胶过程中要避免出现圆环间错位重叠和气泡排不出现象。

本产品主要用途：如果照射光场中的光有偏振性，采用此器件检测非常方便，因器件自身具有比较检测功能，检测灵敏性好，只要观察到圆环偏振片间有明暗变化，就能确定照明光是偏振光；器件也可以作为光强连续衰减器使用，能够有效控制透射光强的强弱变化；器件组合并旋转使用，会出现连续渐变的花样，非常适合营造照明场地的艺术效果。器件适合科学实验、仪器设备、照明装饰、摄影、科普教学等领域应用。

Claims (1)

1.一种偏振面旋转式光强空间分布调节器，它包括偏振片排列结构及组合方式，其特征在于：器件由有机薄膜偏振片和透明玻璃片构成，偏振片(3)被分割成7个同心圆环形偏振环和1个同心圆形偏振片，它们均在半径方向上被标注了偏振方向，除最里面的圆偏振片外，外面的7个偏振环宽度一致，按照偏振环从大到小顺序，依次按夹角22.5°间隔将环旋转排列，环间连接紧密但不重叠；将偏振片(3)胶合于玻璃片(1)和玻璃片(2)间，排出胶合剂内气泡后固化成一体。