偏光膜的基本原理
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_M/ j.FW*iX1C 偏光膜的基本原理
;HOOo>%_K 大多數(shù)的人仍然對偏光膜這個名詞感到陌生而不很清楚,故在此先對偏極光的現(xiàn)象及基本原理稍做說明。
fZ*LxL 偏極光
\~:Uj~ 人類對光的了解依序可分成以下四個重要階段:
.%'$3=/oe 1.十七世紀(jì)中,牛頓首先開始對光做有系統(tǒng)的研究,他發(fā)現(xiàn)到所謂的白光(White Light)是由所有的色光(Colored Light)混合而成。為了要解釋這個現(xiàn)象,就有許多不同的理論衍生出來。
B?G!~lQ)o 2.十九世紀(jì)初,楊氏(Thomas Young)利用波動理論成功的解釋了大部分的光學(xué)現(xiàn)象如反射、折射和繞射等。
aj71oki) 3.1873年,馬克斯威爾發(fā)現(xiàn)光波是電磁波,其中它的電波和磁波是相依相存不能分開的,電場(E)、磁場(H)與電磁波進行的方向(k)這三者是呈相互垂直的關(guān)系。
Q0\tK=Z/ 圖2
fuQb h WjrUns Snav)Hb' 4.二十世紀(jì)初,愛因斯坦發(fā)現(xiàn)光的能量要用粒子學(xué)說才能解釋,因而衍生出量子學(xué)。換言之,光同時具有波動及粒子兩種特性。
n4YedjHSN 因為偏極光的理論是用波動學(xué)來解釋的,所以往后的討論都將光視為電磁波,并且為了簡化易懂,我們只考慮其電場向量E。非偏極光的E可以用圖2表示,圖2中許多對稱等長的輻射線表示E在E、H所組成的平面上振動,并且在各方向振動的機會均等。當(dāng)E的分布不均時就稱之為偏極化(Polarization),如圖3所示為部份偏極光,當(dāng)E只在一個方向振動時則稱之為線性偏極光(圖4)。從向量的觀點來看,當(dāng)圖2中各方向的向量投影到X和Y兩個相互垂直的坐標(biāo)軸上后,非偏極光可以分解為兩條相垂直的線性偏極光(圖5)。
Z?#_3h$"T 圖2:非偏極光 圖3: 部分極性偏振光
EMV<PshW= r[TTG0| \VTNXEw*G 圖4:線性偏極光 圖5:相互垂直的線性偏振光
G q" [5r" .=nx5yz &3nbmkM 偏極光的制造
`a!:-.:v yz CQ 一般而言,制造偏極光的方法是由以下三個步驟:
.[1"3!T 1.制造普通非偏極光(圖2)。
ZDI%?.U 2.分解此非偏極光為兩個相互垂直的線性偏極光(圖5)。
bHi0N@W!vG 3.舍棄一條偏極光,應(yīng)用另一條偏極光(圖4)。
sL9,+ 能將非偏極光分解為兩條偏極光,而舍棄其一的儀器稱之為起偏器(Polarizer),起偏器可以利用如吸收、反射、折射、繞射等光學(xué)效應(yīng)來產(chǎn)生偏極光。
#ZPU.NNT? =ca<..yh[d 一般較常用的起偏器種類有以下數(shù)種:
y$]gmg @LzqQ[ (1) 反射型
/ox9m7Fz7 當(dāng)光線斜射入玻璃表面時,其反射光將被部分偏極化。利用多層玻璃的連續(xù)反射效果即可將非偏極光轉(zhuǎn)為線性偏極光。
Kf.G'v46 wQ4IQ! (2) 復(fù)屈折型
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