SU966642A1

SU966642A1 - Polarizer

Info

Publication number: SU966642A1
Application number: SU813262499A
Authority: SU
Inventors: Валерий Петрович Соболь; Александр Иванович Ванюрихин; Яков Иосифович Корчемский; Людмила Олеговна Донец
Original assignee: Предприятие П/Я Х-5827
Priority date: 1981-03-16
Filing date: 1981-03-16
Publication date: 1982-10-15

Description

(54) ПОЛЯРИЗАТОР(54) POLARIZER

Изобретение относитс к пол ризационным оптическим устройствам, а именно к пол ризаторам, которые могут служить дл создани линейно пол ризованного излучени в оптикоэлектронных приборах; пол ризаторах, эллипсомэтрах/ фотоэлектрических автоколлиматорах и т.д.The invention relates to polarization optical devices, namely, polarizers, which can serve to produce linearly polarized radiation in optoelectronic devices; polisators, ellipsometrah / photoelectric autocollimators, etc.

Известен пол ризатор, выполненный в виде пр моугольного параллелепипеда и состо щий из двух идентичных пр мых призм с пр моугольными треугольниками в основани х, разделенных воздушным промежутком и изготовленных из исландского шпата 1 The known polarizer is made in the form of a rectangular parallelepiped and consists of two identical direct prisms with right-angled triangles in the bases separated by an air gap and made of Iceland spar 1

Недостатком такого пол ризатора вл етс его высока стоимость, обусловленна использованием дорогосто щего материала.The disadvantage of such a polarizer is its high cost due to the use of expensive material.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности вл етс пол ризатор, выполненный в виде пр моугольного параллелепипеда и содержащий две идентичные пр мые призмы с пр моугольными треугольниками в основани х/ установленную -между их гипотенузными гран ми призму, выполненную в виде наклонного параллелепипеда , а также интерференционное пол ризующее покрытие, состо тцее из чередующихс четвертьволновых диэлектрических слоев с относительно высоким и низким показател ми преломлени , причем все призмы выполнены из оптически прозрачного изотропного материала. При этом интерференционное пол ризующее покрытие нанесено на гипотенузные грани пр мых призм с пр моугольными The closest to the proposed by its technical essence is a polarizer made in the form of a rectangular parallelepiped and containing two identical direct prisms with right triangles in the base x / set — between their hypotenuse faces a prism made in the form of an inclined parallelepiped, and also an interference polarizing coating, consisting of alternating quarter-wave dielectric layers with relatively high and low refractive indices, all prisms made of pticheski transparent isotropic material. At the same time, the interference polarizing coating is deposited on the hypotenuse faces of direct prisms with rectangular

10 треугольникё1ми в основани х f2j.10 triangles in the bases of f2j.

Недостатком этого пол ризатора вл етс строга взаимна ортогональность плоскостей колебаний электрического вектора выход щих из The disadvantage of this polarizer is the strict mutual orthogonality of the planes of oscillations of the electric vector emerging from

15 него световых пучков, т.е. отсутствие возможности получени иного, чем 9СР , угла между этими плоскост ми .15 light beams, i.e. the inability to obtain an angle other than 9CP between these planes.

Цель изобретени - обеспечение The purpose of the invention is to provide

20 возможности получени любого в пределах О - 180° угла между плоскост ми колебаний электрического вектора выход щих из пол ризатора световых пучков.It is possible to obtain any angle between 0 and 180 ° between the planes of oscillations of the electric vector of the light beams emerging from the polarizer.

2525

Поставленна цель достигаетс тем, что в пол ризаторе, выполненном в виде пр моугольного параллелепипеда и содержащем две идентичные пр мые призмы с пр моугольными The goal is achieved by the fact that in a polarizer made in the form of a rectangular parallelepiped and containing two identical straight prisms with rectangular parallelepiped

30 треугольниками в основани х, установленную между их гипотенузными гран ми призму, выполненную в виде наклонного параллелепипеда, а также интерференционное пол ризующее покрытие, состо щее из чередующихс четвертьволновых диэлектрических слоев с относительно высоким и низким показател ми преломлени , причем все призмы выполнены из оптически прозрачного изотропного материала , призма - параллелепипед выполнена составной из трех призм, две из которых идентичны и выполнены с пр моугольными треугольниками в основани х, а треть призма выполнена с равнобедренным треугольником в основании и установлена между гипотенузными гран ми этих двух призм, причем вершины равнобедренных тре- . угольньах оснований третьей призмы обращены в сторону входной пр мой призмы с пр моугольным треугольником в основании, призмы с пр моугольными треугольниками в основани х/ вход щие в призму - параллелепипед, расположены симметрично относительно биссекторной плоскости двугранного угла при вершине призмы с равнобедренным треугольником в основании-, величина этого угла больше О и меньше , а нормали к контактируювд м между собой гран ми призм, вход щих в призму - параллелепипед, между которыми расположено указанное интерференционное пол ризующее покрытие, составл ют с оптической осью пол ризатора угол Брюсте.ра.30 triangles at the bases, a prism between their hypotenuse faces, made in the form of an inclined parallelepiped, and an interference polarizing coating consisting of alternating quarter-wave dielectric layers with relatively high and low refractive indices, all of which are made of optically transparent an isotropic material, a prism - parallelepiped is made of a composite of three prisms, two of which are identical and made with right triangles in the bases, and a third with ma isosceles triangle formed with the base and mounted between the hypotenuse faces of the two prisms, the vertices of isosceles tre-. the corners of the base of the third prism are facing the input straight prism with a right triangle at the base, the prisms with right triangles at the base x / entering the prism parallelepiped, are located symmetrically with respect to the bisector plane of the dihedral angle at the top of the prism with an equilateral triangle at the base , the magnitude of this angle is greater than O and less, and the normals to each other by the faces of the prisms that enter the prism are a parallelepiped, between which the specified interference the polarizing coating is made with the optical axis of the polarizer; the Brewsta angle.

На чертеже представлена конструкци предлагаемого пол ризатора.The drawing shows the construction of the proposed polarizer.

Пол ризатор выполнен в виде пр моугольного параллелепипеда и состоит из двух идентичных пр мых призм 1 и 2 с прм оугольными треугольниками в основани х и установленной между их гипотенузными гран ми составной призмы, выполненной в виде на - клонного параллелепипеда и включающий три призмы 3, 4 и 5. При этом призмы 3 и 4 идентичны и выполнены с пр моугольными треугольниками в основани х, а призма 5-имеет в основании равнобедренный треугольник и установлена между гипотенузными гран ми призмы 3 и 4, Вершины равнобедренных треугольных оснований призмы . 5 обращены в сторону призмы 1. Призмы 3 и 4 расположены симметрично относительно биссекторной плоскости Сне показана) двугранного угла сС при вериине призмы 5, причем od 180°, Нормали (не показаны) к контактирующим между собой гра- н м 6 сна черетеже заштрихованы) призм 3, 4 и 5 составл ют с оптической осью 7 пол ризатора угол Брюстера . Между контактирующими гран ми 6 расположено интерференционное пол ризующее покрытие, состо щее из чередующихс диэлектрических слоев с относительно высоким и низким показател ми преломлени . Оно может быть выполнено, например, из чередующихс слоев TiO, SiO-t с показател ми преломлени соответственно 2, 1 и 1,46. Толщина каждого сло равна четверти длины волны пол ризуемого излучени . Призмы 1, 2, 3, 4 и 5 выполнены из оптически прозрачного изотропного материала, например из стекла К-8 с показателем преломлени 1,52.The polarizer is made in the form of a rectangular parallelepiped and consists of two identical direct prisms 1 and 2 with straight triangles at the bases and a composite prism installed between their hypotenuse faces, made in the form of a sloped parallelepiped and including three prisms 3, 4 and 5. At the same time, prisms 3 and 4 are identical and made with right-angled triangles at the bases, and prism 5 has an isosceles triangle at its base and is placed between hypotenuse faces of prisms 3 and 4, vertices of an isosceles triangular bases Nij prism. 5 are facing towards the prism 1. Prisms 3 and 4 are arranged symmetrically relative to the bisector of the Sne plane and are shown with the dihedral angle cC at the verine of the prism 5, and from 180 °, Normals (not shown) to the contacting facets of the diagrams 6 and 6) prisms 3, 4, and 5 make up the Brewster angle with the optical axis 7 of the polarizer. Between the contacting faces 6 there is an interference polarizing coating consisting of alternating dielectric layers with relatively high and low refractive indices. It can be made, for example, of alternating TiO, SiO-t layers with refractive indices of 2, 1 and 1.46, respectively. The thickness of each layer is equal to a quarter of the wavelength of polarized radiation. Prisms 1, 2, 3, 4 and 5 are made of an optically transparent isotropic material, for example, K-8 glass with a refractive index of 1.52.

Пол ризатор работает следующим образом .Polarizer works as follows.

Непол ризованное излучение, падающее на пол ризатор параллельно его оптической оси 7, взаимодействует с интерференционнь1м пол ризующим покрытием , расположенным между контактирующими гран ми 6. В результатеUnpolarized radiation incident on a polarizer parallel to its optical axis 7 interacts with an interference polarizing coating located between the contacting edges 6. As a result

0 этого взаимодействи , благодар ука .занному пространственному расположению граней 6, более 99,9% S-состав-л ющей излучени , .плоскости колеба ,ний которой перпендикул рны соответствующим плоскост м падени , отражаетс интерференционным пол ризующим покрытием и в дальнейшем не используетс . При этом плоскости падени определ ютс как плоскости, проход щие через ось падающего излучени и нормали к гран м 6. В то же врем более 99,9% Р-составл ющей, плоскости колебаний которой паралелльны соответствующим плоскост м падени , проходит сквозь-интерференционное пол ризующее покрытие и выходит из пол ризатора через выходную катетную грань призлва 2. При этом угол между плоскост ми колебаний электрического вектора выход щих из пол ризатора двух световых пучков, который определ етс углом между плоскост ми падени , зависит от величины угла oj и соответственно может быть любым в диапазоне больше О и меньше 180°. Так, например, в экспериментальных образцг1х предлагаемого пол ризатора угол между плоскост ми колебаний равен 45°, что обеспечивает стопроцентную модул цию световоQ го потока фотоэлектрического автоколлиматора при использовании электрооптического модул тора с углом раскачки ±22°30.This interaction, due to the indicated spatial arrangement of the faces 6, more than 99.9% of the S-component radiation, the oscillation planes, which are perpendicular to the corresponding dip planes, is reflected by the interference polarizing coating and is not used in the future. In this plane, the incidence is defined as the planes passing through the axis of the incident radiation and the normals to the edges 6. At the same time, more than 99.9% of the P-component, the plane of oscillations of which is parallel to the corresponding falling planes, passes through the interference field the polarizing coating and exiting the polarizer through the output catheter face is pr 2. The angle between the planes of oscillations of the electric vector of two light beams coming out of the polarizer, which is determined by the angle between the planes of incidence, depends on The values of the angle oj and, accordingly, can be any in the range greater than O and less than 180 °. For example, in experimental samples of the proposed polarizer, the angle between the oscillation planes is 45 °, which ensures one hundred percent modulation of the light flux of the photoelectric autocollimator when using an electro-optical modulator with a swing angle of ± 22 ° 30.

Таким образом, предлагаемый пол ризатор в отличие от известных позвол ет реализовать любой в диапазоне 180° угол между плоскост ми пол ризации вйход щиё из него световых пучков.Thus, the proposed polarizer, in contrast to the known ones, makes it possible to realize any angle between the polarization planes entering the light beams from it in the 180 ° range.

Claims

1. Sherkliff U. Polarized light. M., World ,. 1965, p. 98-100.

2.Assignment of the USSR on the application 2774224 / 18-10,

cl. G 02 B 5/04, 31.05.79 (prototype).