Поляризатор Советский патент 1982 года по МПК G02B5/30 

(54) ПОЛЯРИЗАТОР

Изобретение относится к поляризационным оптическим устройствам, а именно к поляризаторам, которые могут служить для создания линейно поляризованного излучения в оптикоэлектронных приборах; поляризаторах, эллипсомэтрах/ фотоэлектрических автоколлиматорах и т.д.

Известен поляризатор, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда и состоящий из двух идентичных прямых призм с прямоугольными треугольниками в основаниях, разделенных воздушным промежутком и изготовленных из исландского шпата 1

Недостатком такого поляризатора является его высокая стоимость, обусловленная использованием дорогостоящего материала.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является поляризатор, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда и содержащий две идентичные прямые призмы с прямоугольными треугольниками в основаниях/ установленную -между их гипотенузными гранями призму, выполненную в виде наклонного параллелепипеда, а также интерференционное поляризующее покрытие, состоятцее из чередующихся четвертьволновых диэлектрических слоев с относительно высоким и низким показателями преломления, причем все призмы выполнены из оптически прозрачного изотропного материала. При этом интерференционное поляризующее покрытие нанесено на гипотенузные грани прямых призм с прямоугольными

10 треугольникё1ми в основаниях f2j.

Недостатком этого поляризатора является строгая взаимная ортогональность плоскостей колебаний электрического вектора выходящих из

15 него световых пучков, т.е. отсутствие возможности получения иного, чем 9СР , угла между этими плоскостями.

Цель изобретения - обеспечение

20 возможности получения любого в пределах О - 180° угла между плоскостями колебаний электрического вектора выходящих из поляризатора световых пучков.

25

Поставленная цель достигается тем, что в поляризаторе, выполненном в виде прямоугольного параллелепипеда и содержащем две идентичные прямые призмы с прямоугольными

30 треугольниками в основаниях, установленную между их гипотенузными гранями призму, выполненную в виде наклонного параллелепипеда, а также интерференционное поляризующее покрытие, состоящее из чередующихся четвертьволновых диэлектрических слоев с относительно высоким и низким показателями преломления, причем все призмы выполнены из оптически прозрачного изотропного материала, призма - параллелепипед выполнена составной из трех призм, две из которых идентичны и выполнены с прямоугольными треугольниками в основаниях, а третья призма выполнена с равнобедренным треугольником в основании и установлена между гипотенузными гранями этих двух призм, причем вершины равнобедренных тре- . угольньах оснований третьей призмы обращены в сторону входной прямой призмы с прямоугольным треугольником в основании, призмы с прямоугольными треугольниками в основаниях/ входящие 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 контактируювдям между собой гранями призм, входящих в призму - параллелепипед, между которыми расположено указанное интерференционное поляризующее покрытие, составляют с оптической осью поляризатора угол Брюсте.ра.

На чертеже представлена конструкция предлагаемого поляризатора.

Поляризатор выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда и состоит из двух идентичных прямых призм 1 и 2 с прмяоугольными треугольниками в основаниях и установленной между их гипотенузными гранями 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 прямоугольными треугольниками в основаниях, а призма 5-имеет в основании равнобедренный треугольник и установлена между гипотенузными гранями 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- ням 6 сна черетеже заштрихованы) призм 3, 4 и 5 составляют с оптической осью 7 поляризатора угол Брюстера. Между контактирующими гранями 6 расположено интерференционное поляризующее покрытие, состоящее из чередующихся диэлектрических слоев с относительно высоким и низким показателями преломления. Оно может быть выполнено, например, из чередующихся слоев TiO, SiO-t с показателями преломления соответственно 2, 1 и 1,46. Толщина каждого слоя равна четверти длины волны поляризуемого излучения. Призмы 1, 2, 3, 4 и 5 выполнены из оптически прозрачного изотропного материала, например из стекла К-8 с показателем преломления 1,52.

Поляризатор работает следующим образом.

Неполяризованное излучение, падающее на поляризатор параллельно его оптической оси 7, взаимодействует с интерференционнь1м поляризующим покрытием, расположенным между контактирующими гранями 6. В результате

0 этого взаимодействия, благодаря ука.занному пространственному расположению граней 6, более 99,9% S-состав-ляющей излучения, .плоскости колеба,ний которой перпендикулярны соответствующим плоскостям падения, отражается интерференционным поляризующим покрытием и в дальнейшем не используется. При этом плоскости падения определяются как плоскости, проходящие через ось падающего излучения и нормали к граням 6. В то же время более 99,9% Р-составляющей, плоскости колебаний которой паралелльны соответствующим плоскостям падения, проходит сквозь-интерференционное поляризующее покрытие и выходит из поляризатора через выходную катетную грань призлва 2. При этом угол между плоскостями колебаний электрического вектора выходящих из поляризатора двух световых пучков, который определяется углом между плоскостями падения, зависит от величины угла oj и соответственно может быть любым в диапазоне больше О и меньше 180°. Так, например, в экспериментальных образцг1х предлагаемого поляризатора угол между плоскостями колебаний равен 45°, что обеспечивает стопроцентную модуляцию световоQ го потока фотоэлектрического автоколлиматора при использовании электрооптического модулятора с углом раскачки ±22°30.

Таким образом, предлагаемый поляризатор в отличие от известных позволяет реализовать любой в диапазоне 180° угол между плоскостями поляризации вйходящиё из него световых пучков.

Формула изобретения

Поляризатор, выполненный в виде прямоугольно.го параллелепипеда и 65 содержащий две идентичные прямые

призмы с прямоугольными треугольниками в основаниях, установленную меду; их гипотенузными гранями призму, выполненную в виде наклонного параллелепипеда, а также интерференционное поляризующее покрытие, состоящее из чередующихся четвертьволновых диэлектрических слоев с относительно высоким и низким показателями преломления, причем все призмы выполнены из оптически -прозрачного изотропного материала, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности получения любого в пределах 0°- 180 угла гчежду плоскостями колебаний электрического вектора выходящих из поляризатора световых пучков, призма параллелепипед выполнена составной из трех призм, две из которых идентичны и выполнены с прямоугольными треугольниками в основаниях, а третья призма выполнена с равнобедренным треугольником в основании и установлена между гипотенузными гранями этих двух призм, причем вершины равнобедренных треугольных оснований третьей призк&гз обращены в сторону входной прямой призмы с прямоугольным треугольником в основании, призмы с прямоугольными треугольникаг4и в основаниях, входящие в

призму - параллелепипед, расположены симг-1етрично относительно бйо-: секторной плоскости двугранного угла при вершине призмы с равнобедренным треугольником в основа- ,

НИИ, величина этого угла больше О и меньше 180, а нормали к контактирующим между собой граням призм, входящих в призму - параллелепипед , ; между которыми расположено указан-

ное интерференционное поляризующее покрытие, составляют с оптической осью поляризатора угол Брюстера.

Источники информёщии, . принятые во внимание при экспертизе

кл. G 02 В 5/04, 31.05.79 (прототип) .