Осветитель с регулируемой степенью поляризации света Советский патент 1979 года по МПК G02B27/28 G01J4/00 

(54) ОСВЕТИТЕЛЬ С РЕГУЛИРУЕМОЙ СТЕПЕНЬЮ ПОЛЯРИЗАЦИИ СВЕТА

Изобретение относится к оптическим приборам для поверки и настройки поляриметров, измеряющих степень и азимут поляризашга света. В некоторых случаях, например, когда степень поляризации определяют с по мощью вращающихся .поляризаторов, поль зуясь понятием эквивалентной степени полщ)нза1шн света, для поверки и настройки поляриметров можно применять известнь1Й поляризационный осветитель i, который содержит эталонный исто ник белого света, коллиматор, светофиль с спектральной функнией пропускания Гауссовой формы, поляризатор, преобразователи состояния поляризации света, один из которых в виде стопы изотропных пластин установлен перед поляризатором, а другой в виде изотропных приз типа ромба Френеля установлен неподвижно после поляризатора. Однако в этом устройстве степень поляризашга выходящего из осветителя света всегда равна 10О%. При вращении поляризатора ромб Френеля, как ахроматическое четвертьволновое устройство, преобразует линейную .поляризаишо в другие виды поляризации, например циркулярную, сохраняя при этом степень поляризации, равную 10О%. При.этом при прохождении светового потока через ромб Френеля, происходит излом оптического пучка, что затрудняет плавное контро-. лируемое изменение азимута преимущественной поляризации света. Кроме того, стопа изотропных пластин мало эффективна в режиме деполяризующего элемента и трудоемка в «настройке. Осветитель не пригоден для настройки поляриметров, принцип работы которых предусматривает использование вращающихся фазовых пластин. Известен осветитель с регулируемой степенью поляризации света 2, у которого перед пол5физатором (вместо стопы изотропных пластин) установлен преобразователь состояния поляризации в виде двух неподвижных одинаковых по толщи- не плоскопараллельных двулучепреломляющнх пластинок, оптические оси которых составл$иот между собой угол 45 а после поляризатора (вместо ромба Френеля) установлен с возможностью вра вдения преобразователь состояния поляризашш в виде плоскопараллельной двулу- чепреломляющей пластинки. Такой осветитель пригоден для поляриметров с разными принципами работы, позволяет получать калиброванные по интенсивности световые потоки с регулируе мой от 0% до 100% степенью поляризашш света и с любым регулируемым азимутом преимущественной поляризации све та. Однако при регулировке малых значений степени поляризашш, например, ко да калибруют астрономические поляримет ры, имеющие диапазон измерения степени поляризацииЪ, 5 - 15%, отсутствует возможность изменения масштаба регули рования степени поляризашш света в это узком интервале диапазона измерений. Целью изобретения является увеличе- ние масштаба в заданном интервале диапазона измерений. . Эта цель достигается за счет того, что в осветителе за пол5физатором установлен с возможностью вращения как относятель но поляризатора, так и совместно с ним дополнительный преобразователь состояния поляризации света в виде плоскопараллельной двулу епреломляющей пластин ки, вырезанной параллельно оптической оси. . На чертеже изображена структурная схема описываемого осветителя с регулируемой степенью поляризации света. Осветитель содержит эталонный источ ник белого света 1, коллиматор 2, светофильтр 3 со спектральной функцией Гауссовой формъ, поляризатор 4 с лимбом 5 для контроле азимута © его пропускания, за которым установлен с возможностью вращения преобразователь состояния поляризации в виде плоскопа- раллельной двулучепреломляющей пластин ки 6 толщиной d из одноосного кристалла с двойным преломлением ( Оптическая ось пластинки 6 лежит в ее плоскости с азимутом Ч , для контроля которого совместно с пластинкой 6 ужреплен лимб 7. Пластинка 6 создает сдвиг фаз о 2 1С (Ил - По )-1 /Л между компонентами поляризованного света для каждой элементарной длинь волны света, прошед шего через фильтр 3. Перед поляризатором 4 установлен преобразователь состояния поляризации света в виде двух, одинаковых по толщине 2. плоскопараллельных двулучепреломляющих пластинок 8, 9, оптические оси которых параллельны их плоскостям и составляют между собой угол 45. Непосредственно за поляризатором установлен с возможностыр вращения как относительно поляризатора 4, так и совместно с ним, дополнительный преобразователь состояния поляризации света 1О Гв биДе плоскопараллельной двулучепреломляющей пластинки толщиной СЗ из одноосного кристалла с двой«ым преломлением ( Vie Ио ). Оптическая ось пластинки, Ю лежит в ее плоскости с азимутом oL , для контроля которого на пластинке 10 укреплен лимб 11. То шины d пластинок преобразователей, состояния поляризации света удовлетворяют неравенству: .л .тая °л -1,69-д(Пе-Пд где Л.- длина волны, при которой достигается максимальное пропускание фильтра 3; Ь.- полоса пропускания фильтра 3 на уровне 0,5, максимального пропускания; Up-Ид- величина двулучепреломления материала рассматриваемой пластинки; PJ. - степень поляризации света, падающего на рассматриваемый преобразователь состояния поляризации; Р) - допустимая паразитная степень полярицадии света на выходе рассматриваемого преобразователя состояния поляризации света. Осветитель с регулируемой степенью поляризации света работает следующим образом. Световой поток от эталонного источника белого света 1. коллимнруется коллиматором 2 и проходит последовательно светофильтр 3, фазовые пласгинвш 8, 9, поляризатор 4, фазовые пластинки Ю, 6 и направляется на испытуемый поляриметр (не показан). Если оптическая ось пластинки Ю совмещена с плоскостью пропускаю;я поляризатора 4, то есть, если 0-oL то после пластинки 10 степень поляризации света равна 100%, и в rtpouecce 56 совместного вращения поляризатора 4 и пластинки 10 относительно пластинки 6 на угол от О до 45 степень пол5физаоии света на выходе осветлителя будат меняться от 100% практически до 0%. Если плоскость пропускания поляризатора 4 предварительно установлена под углом 45 по отношению к оптической оси пластинки 1О, т.е. если ( 0 .± 45) - cL , то будем иметь второй предельный случай, когда после пластинки 10,степень поляризации света будет практически равна нулю, и в процессе совместного вращения поляризатора 4 и пластинки 10 на выходе осветителя степень поляризации также будет равна нулю. Другие промежуточные значения угло предварительного разворота поляризатора 4 относительяо пластинки 1О дают возможность плавно изменять масщтаб регулирования степени поляризации выходящего из осветителя излучения в диапа зоне от 100% до нуля при тех же углах совместного поворота поляризатора 4 и пластинки 10 относительно пластинки 6. Этим достигается повыщенне. точности контролируемых изменений малых степеней пол5физации, т.е. повышается разрешающая способность осветителя- по степени поляризации света. Кроме того, пда наличии пластинки 1О отпадает необ ходимость.в точном углоизмерительном устройстве для контроля совместного по ворота элементов 4 и 10, поскольку бла годаря растягиванию шкалы (изменению масштаба) регулирования степени поляризации прецизионные углоизмерительные 6 устройства можно заменить простыми лимбами, например диском с делениями. С помощью данного осветителя можно получать эталонный коплимированный пучок света с регулируемыми в любых пределах азимутом и степенью поляризации света точнее i 0,О1%. Ф о р м ула изобретения Осветитель с регулируемой степенью поляризации CBefa, содержащий эталонный источник белого света, коллиматор, светофильтр с спектральной функцией про пускания Гауссовой формы, поляризатор, преобразователи состояния пол5физации света, один из которых в виде двух фазовых пластинок с взаимной ориентацией осей под углом 45° установлен неподвижно перед поляризатором а другой в виде одной фазовой пластинки установлен с возможностью вращения после поляризатора, отличающийся тем, что, с целью увеличения масштаба в заданном интервале диапазона измерений, за поляризатором установлен с возможностью вращения как относительно поляризатора, так и совместно с ним, дополнительный преобразователь состояния поляризации света в виде плоскопараллельной двулучепреломляющей пластинки, вьфезанной параллельно оптической оси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Журнал прикладной спектроскопии, 1974 г., т. XX, вьш. 2, стр. 338. 2.Журнал fОптико-механическая промышленность , 1976 г., № 11, стр. ЗО.