RU168752U1 - Device for determining and studying the distribution of polarization - Google Patents
Device for determining and studying the distribution of polarization Download PDFInfo
- Publication number
- RU168752U1 RU168752U1 RU2016131640U RU2016131640U RU168752U1 RU 168752 U1 RU168752 U1 RU 168752U1 RU 2016131640 U RU2016131640 U RU 2016131640U RU 2016131640 U RU2016131640 U RU 2016131640U RU 168752 U1 RU168752 U1 RU 168752U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angle
- axis
- vertical
- relative
- polarizer
- Prior art date
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000711 polarimetry Methods 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N helium neon Chemical compound [He].[Ne] CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J4/00—Measuring polarisation of light
- G01J4/04—Polarimeters using electric detection means
Abstract
Полезная модель относится к области оптических измерений и касается устройства для определения и исследования распределения поляризации. Устройство содержит He-Ne лазер, выполненный в виде дифракционной решетки компенсатор, первую четвертьволновую пластину, ось которой расположена под углом 0° относительно вертикали, вторую четверть волновую пластину, ось которой расположена под углом 45° относительно вертикали, четыре поляризатора и регистрирующее устройство. Ось первого поляризатора расположена под углом 0° относительно вертикали. Оси второго, третьего и четвертого поляризаторов расположены под углами 90°, 45° и -45° относительно вертикали. Технический результат заключается в обеспечении возможности осуществлять исследование распределения поляризации в режиме реального времени. 2 ил.The invention relates to the field of optical measurements and relates to a device for determining and studying the distribution of polarization. The device contains a He-Ne laser, a compensator made in the form of a diffraction grating, a first quarter-wave plate, the axis of which is located at an angle of 0 ° relative to the vertical, a second quarter wave plate, whose axis is located at an angle of 45 ° relative to the vertical, four polarizers and a recording device. The axis of the first polarizer is located at an angle of 0 ° relative to the vertical. The axes of the second, third and fourth polarizers are located at angles of 90 °, 45 ° and -45 ° relative to the vertical. The technical result consists in providing the ability to conduct research on the distribution of polarization in real time. 2 ill.
Description
Техническое решение относится к области оптики и может быть использовано при разработке и создании оптических приборов, позволяющих измерять состояние поляризации неоднородно поляризованных монохроматических световых полей, в режиме реального времени, в поляриметрии для исследования структуры и свойств веществ, в оптической промышленности для улучшения качества и надежности поляризационных оптических приборов.The technical solution relates to the field of optics and can be used in the development and creation of optical instruments that allow measuring the polarization state of inhomogeneously polarized monochromatic light fields in real time, in polarimetry to study the structure and properties of substances, in the optical industry to improve the quality and reliability of polarizing optical instruments.
В качестве прототипа выбран дифференциальный поляриметр, выполненный в виде компенсатора, состоящего из λ/4 пластины и поляризатора P, которые расположены перпендикулярно направлению распространения излучения и CCD камеры, подключенной к компьютеру, по ходу излучения, при этом плоскости λ/4 пластины, поляризатора P и CCD камеры расположены параллельно друг другу. (Патент UA №65939, опубл. 15.04.2004, Бюл. №4).As a prototype, a differential polarimeter made in the form of a compensator consisting of a λ / 4 plate and a polarizer P, which are perpendicular to the direction of propagation of radiation and the CCD camera connected to the computer, along the radiation path, with the λ / 4 plane of the plate, polarizer P and CCD cameras are parallel to each other. (UA Patent No. 65939, publ. 15.04.2004, Bull. No. 4).
Недостатком такого технического решения является трудоемкость процесса получения распределения поляризации, при котором измерение профилей интенсивности, производится поэтапно, а не в режиме реального времени.The disadvantage of this technical solution is the complexity of the process of obtaining the distribution of polarization, in which the measurement of the intensity profiles is carried out in stages, and not in real time.
В основу полезной модели поставлена задача: создать дифференциальный поляриметр, позволяющий определять и исследовать распределение поляризации неоднородно поляризованных монохроматических световых полей в режиме реального времени.The utility model is based on the task of creating a differential polarimeter that allows one to determine and study the polarization distribution of nonuniformly polarized monochromatic light fields in real time.
Поставленная задача решается тем, что устройство для определения и исследования распределения поляризации, включающее He-Ne лазер, расположенные вертикально и перпендикулярно направлению распространения излучения, четвертьволновую пластину, ось которой расположена под углом 0° относительно вертикали, поляризатор P, ось которого расположена под углом 0°, относительно вертикали, и регистрирующее устройство, дополнительно содержит компенсатор, выполненный в виде дифракционной решетки и расположенный перпендикулярно к оптической оси монохроматического светового пучка, вторую четвертьволновую пластину , ось которой расположена под углом 45° относительно вертикали, три поляризатора P, причем ось второго поляризатора расположена под углом 90° относительно вертикали, ось третьего поляризатора расположена под углом 45°, ось четвертого поляризатора расположена под углом -45° относительно вертикали, а четвертьволновые пластины и поляризаторы расположены в параллельных плоскостях. Устройство позволяет определять и исследовать распределение поляризации неоднородно поляризованных монохроматических световых пучков, в режиме реального времени.The problem is solved in that a device for determining and studying the distribution of polarization, including a He-Ne laser, located vertically and perpendicular to the direction of propagation of radiation, a quarter-wave plate , the axis of which is located at an angle of 0 ° relative to the vertical, the polarizer P, whose axis is located at an angle of 0 °, relative to the vertical, and the recording device, further comprises a compensator made in the form of a diffraction grating and located perpendicular to the optical axis of the monochromatic light beam, the second quarter-wave plate the axis of which is located at an angle of 45 ° relative to the vertical, three polarizers P, and the axis of the second polarizer is located at an angle of 90 ° relative to the vertical, the axis of the third polarizer is located at an angle of 45 °, the axis of the fourth polarizer is at an angle of -45 ° relative to the vertical, and the quarter-wave plates and polarizers are located in parallel planes. The device allows you to determine and study the distribution of the polarization of non-uniformly polarized monochromatic light beams in real time.
Общими существенными признаками являются: He-Ne лазер, четвертьволновая пластина и поляризатор P, расположенные перпендикулярно направлению распространения излучения, регистрирующее устройство.Common salient features are: He-Ne laser, quarter-wave plate and a polarizer P located perpendicular to the direction of propagation of the radiation, the recording device.
Отличительными признаками технического решения являются: компенсатор, выполненный в виде дифракционной решетки, вторая четвертьволновая пластина , три поляризатора P, компенсатор расположен параллельно четвертьволновым пластинам и поляризаторам P и перпендикулярно к оптической оси монохроматического светового пучка. Причем ось первой четвертьволновой пластины расположена под углом 0° к вертикали, ось второй пластины расположена под углом 45° относительно вертикали, ось второго поляризатора расположена под углом 90° относительно вертикали, ось третьего поляризатора расположена под углом 45°, ось четвертого поляризатора расположена под углом -45° относительно вертикали.Distinctive features of the technical solution are: a compensator made in the form of a diffraction grating, a second quarter-wave plate , three polarizers P, the compensator is parallel to the quarter-wave plates and polarizers P and perpendicular to the optical axis of the monochromatic light beam. Moreover, the axis of the first quarter-wave plate is located at an angle of 0 ° to the vertical, the axis of the second plate is located at an angle of 45 ° relative to the vertical, the axis of the second polarizer is located at an angle of 90 ° relative to the vertical, the axis of the third polarizer is at an angle of 45 °, the axis of the fourth polarizer is at an angle -45 ° relative to the vertical.
Совокупность существенных признаков обеспечивает возможность определять и исследовать распределение поляризации неоднородно поляризованных монохроматических световых пучков в режиме реального времени за счет взаимного расположения пластин и поляризаторов и ориентации поляризаторов.The set of essential features provides the ability to determine and study the polarization distribution of non-uniformly polarized monochromatic light beams in real time due to the relative position of the plates and polarizers and the orientation of the polarizers.
На Фиг. 1 представлено схематическое расположение конструктивных элементов.In FIG. 1 shows a schematic arrangement of structural elements.
На Фиг. 2 представлено изображение поляризованного излучения на основе сферы Пуанкаре.In FIG. Figure 2 shows an image of polarized radiation based on a Poincare sphere.
Устройство содержит (фиг. 1) гелий-неоновый лазер (1), на пути излучения которого, расположены компенсатор, выполненный в виде дифракционной решетки (2), четвертьволновые пластины (3), (4), поляризаторы (5), (6), (7), (8), расположенные перпендикулярно к оптической оси пучка, регистрирующее устройство - CCD камеру (9).The device contains (Fig. 1) a helium-neon laser (1), on the radiation path of which there is a compensator made in the form of a diffraction grating (2), quarter-wave plates (3), (4), polarizers (5), (6) , (7), (8) located perpendicular to the optical axis of the beam, the recording device is a CCD camera (9).
Устройство работает следующим образом. Монохроматический световой пучок от He-Ne лазера 1 после прохождения компенсатора 2 в результате явления дифракции, расщепляется на шесть пучков для получения шести поляризованных компонентов интенсивности. Далее эти пучки проходят через две четвертьволновые пластины : четыре пучка через первую пластину 3, ось которой расположена под углом 0°, два пучка, через вторую пластину 4, ось которой расположена под углом 45° к вертикали. После этого пучки распространяются через четыре поляризатора P: один пучок, через поляризатор 5, ось которого расположена под углом 0°, второй пучок, через поляризатор 6, ось которого расположена под углом 90°, следующие два, через поляризатор 7, ось которого расположена под углом 45° и оставшиеся два, через поляризатор 8, ось которого расположена под углом -45° относительно вертикали. Таким образом, из исходного пучка, распространяющегося в такой системе, получаем поляризованные компоненты интенсивности необходимые для измерения поляризации светового излучения. Для определения поляризации методом Стокс-поляриметрии, в режиме реального времени, измеряют шесть картин распределения интенсивности пучка: два из которых, линейно поляризованные вдоль осей x(Ix)и y(Iy), два циркулярно-поляризованные - право (Ir) и - лево (Il) и два со смешанными поляризациями, под углом 45° для (I45) и -45° для (I-45) относительно оси Первый луч проходит через четвертьволновую пластину 3, ось которой расположена под углом 0° и поляризатор P 5, ось которого расположена под углом 0° относительно вертикали. Регистратор определяет значения интенсивности света для измерения компоненты (Ix). Второй луч проходит через четвертьволновую пластину 3, поляризатор P 6, ось которого расположена под углом 90° относительно вертикали. Регистратор определяет значения интенсивности света для измерения компоненты (Iy),. Третий луч проходит через четвертьволновую пластину 3, поляризатор P 7, ось которого расположена под углом 45° относительно вертикали. Регистратор определяет значения интенсивности света для измерения компонент (Il). Четвертый луч проходит через четвертьволновую пластину 3, поляризатор P 8, ось которого расположена под углом -45° относительно вертикали. Регистратор определяет значения интенсивности света для измерения компоненты (Ir). Пятый луч проходит чрез четвертьволновую пластину 4, ось которой расположена под углом 45° относительно вертикали и поляризатор P 7. Регистратор определяет значения интенсивности света для измерения компоненты (I45). Шестой луч проходит чрез четвертьволновую пластину 4, ось которой расположена под углом 45° относительно вертикали и поляризатор P 8, ось которого расположена под углом -45°. Регистратор определяет значения интенсивности света для измерения компоненты (I-45).The device operates as follows. The monochromatic light beam from the He-Ne
Определять состояние поляризации, как полностью поляризованного, так и частично поляризованного светового пучка, удобно с помощью параметров Стокса. Параметры Стокса можно представить в виде:It is convenient to determine the state of polarization of both a fully polarized and partially polarized light beam using the Stokes parameters. Stokes parameters can be represented as:
S0 - Усредненная по времени полная мощность светового сигнала, мощность поляризованной и неполяризованной компонент.S 0 - Time-averaged total power of the light signal, power of the polarized and non-polarized components.
S1 - Разность между мощностью линейной горизонтальной и линейной вертикальной поляризационными компонентами светового сигнала.S 1 - The difference between the power of the linear horizontal and linear vertical polarizing components of the light signal.
S2 - Разность между мощностью линейной 45° и линейной -45° поляризационными компонентами светового сигнала.S 2 - The difference between the power of the linear 45 ° and linear -45 ° polarizing components of the light signal.
S3 - Разность между мощностью круговой правосторонней и круговой левосторонней поляризационными компонентами светового сигнала.S 3 - The difference between the power of the circular right-handed and circular left-handed polarized components of the light signal.
Параметры Стокса описывают световой сигнал в энергетическом представлении, что дает дополнительное удобство при экспериментальном исследовании - ток фотоприемника пропорционален мощности принимаемого оптического излучения. Мощности поляризованной и неполяризованной компонент света равны соответственно и . Степенью поляризации SOP (принимает значения от 0 до 1) называют отношение мощности поляризованной части излучения ко всей мощности излучения . Наряду с S1, S2 и S3 используют также нормированные параметры Стокса , и . Для поляризованного света . Таким образом, если ввести декартову систему координат с осями s1, s2 и s3, то множество всех точек, соответствующих поляризованному свету, образуют сферу радиуса 1, которая называется сферой Пуанкаре, фиг. 2. Состояние частично поляризованного света отображается вектором длиной SOP внутри сферы Пуанкаре. Неполяризованному свету SOP=0, соответствует точка начала координат.The Stokes parameters describe the light signal in the energy representation, which gives additional convenience in an experimental study - the photodetector current is proportional to the power of the received optical radiation. The powers of the polarized and unpolarized light components are equal, respectively and . The degree of polarization SOP (takes values from 0 to 1) is the ratio of the power of the polarized part of the radiation to the entire radiation power . Along with S 1 , S 2 and S 3 also use the normalized Stokes parameters , and . For polarized light . Thus, if we introduce a Cartesian coordinate system with the axes s 1 , s 2 and s 3 , then the set of all points corresponding to polarized light form a sphere of
Параметры Стокса позволяют определять состояния поляризации неоднородно поляризованного монохроматического светового пучка.The Stokes parameters make it possible to determine the polarization states of an inhomogeneously polarized monochromatic light beam.
Пример.Example.
В качестве регистратора использовалась CCD камера; четвертьволновые пластины и поляризаторы P, расположены в параллельных плоскостях по ходу излучения и перпендикулярно к оси светового пучка.A CCD camera was used as a recorder; quarter wave plates and polarizers P, are located in parallel planes along the radiation and perpendicular to the axis of the light beam.
Устройство позволяет определять и исследовать распределение поляризации неоднородно поляризованных монохроматических световых полей в режиме реального времени.The device allows you to determine and study the distribution of the polarization of non-uniformly polarized monochromatic light fields in real time.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131640U RU168752U1 (en) | 2016-08-01 | 2016-08-01 | Device for determining and studying the distribution of polarization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131640U RU168752U1 (en) | 2016-08-01 | 2016-08-01 | Device for determining and studying the distribution of polarization |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU168752U1 true RU168752U1 (en) | 2017-02-17 |
Family
ID=58450622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016131640U RU168752U1 (en) | 2016-08-01 | 2016-08-01 | Device for determining and studying the distribution of polarization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU168752U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2019796C1 (en) * | 1991-04-04 | 1994-09-15 | Камский политехнический институт | Device for measuring polarization composition of radiation in real time scale |
UA65939A (en) * | 2003-07-04 | 2004-04-15 | V I Vernadskyi Tauria Nat Univ | Differential polarimeter |
US6816261B2 (en) * | 2001-05-15 | 2004-11-09 | Optellios, Inc. | Polarization analysis unit, calibration method and optimization therefor |
US7218436B2 (en) * | 2003-08-08 | 2007-05-15 | General Photonics Corporation | Optical instrument and measurements using multiple tunable optical polarization rotators |
-
2016
- 2016-08-01 RU RU2016131640U patent/RU168752U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2019796C1 (en) * | 1991-04-04 | 1994-09-15 | Камский политехнический институт | Device for measuring polarization composition of radiation in real time scale |
US6816261B2 (en) * | 2001-05-15 | 2004-11-09 | Optellios, Inc. | Polarization analysis unit, calibration method and optimization therefor |
UA65939A (en) * | 2003-07-04 | 2004-04-15 | V I Vernadskyi Tauria Nat Univ | Differential polarimeter |
US7218436B2 (en) * | 2003-08-08 | 2007-05-15 | General Photonics Corporation | Optical instrument and measurements using multiple tunable optical polarization rotators |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102933944B (en) | System and method for polarization measurement | |
Heffner | Deterministic, analytically complete measurement of polarization-dependent transmission through optical devices | |
CN105021284A (en) | System and method for rapidly measuring space polarization information of random space vector polarized light | |
CN200941068Y (en) | Coherent polarization matrix measuring system | |
CN103712781A (en) | Device and method for measuring multi-incidence-angle polarization interference in birefringence optical wedge optical axis direction | |
CN102620907B (en) | Method for measuring phase delay angles of optical device | |
CN110261319B (en) | Device and method for measuring Mueller matrix spectrum based on four times | |
JPS6159224A (en) | Method and device for measuring state of polarization of quasi-monochromatic light for actual time | |
TWI615604B (en) | Calibration method for wide-band achromatic composite wave plate | |
CN102288294A (en) | Amplitude division measuring instrument and measuring method for polarization Stokes parameters | |
JP2017211182A (en) | Optical analyzer and optical analysis method | |
CN106908002B (en) | A kind of measurement method based on spectral interference device | |
CN102636333B (en) | Device and method for measuring phase retardation and fast axis azimuth angle of wave plate in real time | |
RU168752U1 (en) | Device for determining and studying the distribution of polarization | |
CN104880257B (en) | Light pulse feature quick detection system based on combination between the strong and the weak measurement | |
CN109781317A (en) | Optical glass stress detection system and detection method | |
Suárez-Bermejo et al. | Analysis of the errors in polarimetry with full Poincaré beams | |
Jiang et al. | Error analysis for repeatability enhancement of a dual-rotation Mueller matrix ellipsometer | |
CN206709779U (en) | A kind of white light quantum interference system | |
RU2606935C1 (en) | Fibre-optic electric current sensor | |
Shopa et al. | Investigations of the optical activity of nonlinear crystals by means of dual-wavelength polarimeter | |
RU2528609C2 (en) | METHOD OF DETERMINING ORIENTATION OF CRYSTALLOGRAPHIC AXES IN CLASS 3m ANISOTROPIC ELECTRO-OPTICAL CRYSTAL | |
RU176600U1 (en) | DEVICE FOR VISUAL DETERMINATION OF THE PHASE SHIFT INTERVAL OF ELLIPTICALLY POLARIZED RADIATION | |
GB796661A (en) | Optical arrangement for comparing the transmission ratio of a sample with a standard | |
Pawong et al. | Measurement of phase retardation in a liquid crystal variable wave retarder using a polarizing triangular interferometer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190802 |