CS247730B1 - Monochrome Light Polarizer - Google Patents

Monochrome Light Polarizer Download PDF

Info

Publication number
CS247730B1
CS247730B1 CS841750A CS175084A CS247730B1 CS 247730 B1 CS247730 B1 CS 247730B1 CS 841750 A CS841750 A CS 841750A CS 175084 A CS175084 A CS 175084A CS 247730 B1 CS247730 B1 CS 247730B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
light
wavelength
plane
angle
optical axis
Prior art date
Application number
CS841750A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jiri Kvapil
Josef Kvapil
Bohumil Perner
Oldrich Fisera
Original Assignee
Jiri Kvapil
Josef Kvapil
Bohumil Perner
Oldrich Fisera
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiri Kvapil, Josef Kvapil, Bohumil Perner, Oldrich Fisera filed Critical Jiri Kvapil
Priority to CS841750A priority Critical patent/CS247730B1/en
Publication of CS247730B1 publication Critical patent/CS247730B1/en

Links

Landscapes

  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

Polarizátor monochromatického světla s vysokou odolností proti světelným tokům o vysoké intenzitě a schopnosti dokonale polarizovat monochromatické světlo·, zejména pro využití v laserech, vytvořený z opticky jednoosého krystalu, na němž jsou vytvořeny dvě plochy, z nichž alespoň jedna svírá s rovinou ρ určenou optickou osou (1) a průsečnicí (2) obou ploch úhel φ o velikosti odpovídající 0,3 až 0,9 násobku arcsin ηλ_1, kde ηλ je index lomu řádného nebo mimořádného paprsku o vlnové délce λ a je opatřena antireflexní vrstvou (3) pro světlo o vlnové délce λ, dopadající na tuto plochu pod úhlem odpovídajícím 0,9 až 1,1 násobku arcsin (n^inj, případně druhá plocha leží v rovině p optické osy (1) a je opatřena reflexní vrstvou (3) pro světlo· o vlnové délce λA monochromatic light polarizer with high resistance to high intensity light fluxes and the ability to perfectly polarize monochromatic light, especially for use in lasers, made of an optically uniaxial crystal on which two surfaces are formed, at least one of which forms an angle φ with the plane ρ determined by the optical axis (1) and the intersection (2) of both surfaces corresponding to 0.3 to 0.9 times arcsin ηλ_1, where ηλ is the refractive index of an ordinary or extraordinary ray with a wavelength λ, and is provided with an anti-reflection layer (3) for light with a wavelength λ incident on this surface at an angle corresponding to 0.9 to 1.1 times arcsin (n^inj, or the second surface lies in the plane p of the optical axis (1) and is provided with a reflective layer (3) for light with a wavelength λ

Description

Vynález se týká polarizátoru monochromatického světla s vysokou odolností proti účinkům světelných toků oi vysoké intenzitě a schopností dokonale polarizovat monochromatické světlo.The present invention relates to a monochromatic light polarizer with high resistance to luminous fluxes of high intensity and the ability to perfectly polarize monochromatic light.

Piolarizátory světla nacházejí celou řadu použití v optických měřicích přístrojích, ve kterých se obvykle požaduje schopnost polarizovat bílé světlo bez nároků na odolnost polarizátoru proti působení světelných toků vysoké inLenzity. V laserech jsou polarizátory součástí, respektive doplňkem uzávěrek, a proto jsou vystaveny světelným tokům mimořádně vysoké intenzity. Funkce polarizátoru se však zpravidla v těchto případech požaduje jen pro monochromatické světlo, což umožňuje konstrukci polarizátoru s dielektrickými vrstvami zhotovenými na podložkách z opticky izotropních materiálů, jejichž povrch je šikmý vzhledem ke směru dopadajícího světla. Jedná se buď o destičky, nebo hranoly, na kterých jsou uvedené vrstvy vytvořeny. V praxi lze však dokonale polarizující vrstvy jen obtížně vytvářet, a proto se volí podložek několik, což však, zejména při menší jakosti vrstev, má za následek ztráty světla odrazem.Light polarizers find a wide range of applications in optical measuring instruments, in which the ability to polarize white light is usually required without requiring the polarizer to withstand high light intensity luminous fluxes. In lasers, polarizers are a component of shutters and are therefore exposed to extremely high luminous fluxes. However, the polarizer function is generally required in these cases only for monochromatic light, which allows the construction of a polarizer with dielectric layers made on substrates of optically isotropic materials whose surface is inclined relative to the direction of incident light. These are either plates or prisms on which the said layers are formed. In practice, however, perfectly polarizing layers are difficult to form, and therefore several substrates are chosen, which, however, especially in the case of lower layer quality, results in loss of light by reflection.

Uvedené nedostatky jsou však zcela odstraněny polarizátarem monochromatického světla podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z opticky jednoosého krystalu, na kterém jsou vytvořeny dvě plochy, z nichž alespoň jedna svírá s rovinou, určenou optickou osou krystalu a průsečnicí obou ploch hranolu úhel φ o velikosti odpovídající 0,3 až 0,9 násobku arcsin ηλ _1, kde ηλ je index lomu řádného nebo· mimořádného paprsku o vlnové délce λ a je opatřena aintireflexní vrstvou pro světlo o vlnové délce Λ, dopadající na tuto plochu pod úhlem odpovídajícím 0,9 až 1,1 násobku arcsin (nxsin,,J. Při použití dopadá monochromatické světlo šikmo na plochu opatřenou antireflexní vrstvou a lomí se tak, aby v polarizátoru procházelo světlo o zvoleném kmitosměru kolmo k optické ose krystalu. Pokud i druhá plocha svírá s rovinou optické osy úhel o velikosti odpovídající 0,3 až 0,9 násobku arcsin tor1 je i tato opatřena příslušnou aintireflexní vrstvou a polarizátor světlo lomí. Světelný paprsek o požadovaném kmitosměru prochází v plné intenzitě, kdežto1 svazek opačného kmitosměru je, podle jakosti antireflexní vrstvy a velikosti úhlu φ zeslaben, ale vždy úhlově odlišen od svazku požadovaného kmltosměru, což je například v laserových rezonátorech dostačující. Pokud druhá plocha leží v rovině optické osy krystalu a je opatřena reflexní vrstvou pro světlo o vlnové délce λ, polarizátor světlo· odráží, přičemž v odraženém světle jsou svazky s opačnou polarizací opět úhlově rozlišeny.However, these disadvantages are completely eliminated by the monochromatic light polarizer according to the invention, which consists of an optically uniaxial crystal on which two surfaces are formed, at least one of which forms an angle with the plane defined by the optical axis of the crystal and the intersection of the two prism surfaces φ of a magnitude corresponding to 0,3 to 0,9 times the arcsin η λ _1 , where η λ is the refractive index of the ordinary or · extraordinary beam of wavelength λ and is provided with an aintireflective layer for light of wavelength Λ corresponding to 0.9 to 1.1 times the arcsin (n x sin ,, J. When using monochromatic light is incident obliquely on the surface provided with an antireflection coating and is refracted so that the light passed through the polarizer on a selected kmitosměru perpendicular to the optical axis of the crystal. If, the second surface forms an angle of 0.3 to 0.9 times the arcsin tor 1 with the optical axis plane The light beam of the desired frequency passes in full intensity, while one beam of the opposite frequency is attenuated according to the quality of the antireflection layer and the magnitude of the angle φ, but always angularly different from the beam of the desired frequency direction, for example in laser resonators sufficient. If the second surface lies in the plane of the optical axis of the crystal and is provided with a reflective layer for light of wavelength λ, the polarizer reflects the light, wherein in the reflected light the beams of opposite polarization are again angularly differentiated.

Polarizátory monochromatického světla podle vynálezu tak plně odstraňují nevýhody polarizátorů založených na principu lomu světla na plochách orientovaných šikmo k dopadajícímu svazku a zároveň při využití v laserech mohou být zhotoveny z krystalů o nízkém dvojlomu.The monochromatic light polarizers according to the invention thus fully obviate the disadvantages of light refracting polarizers on surfaces oriented obliquely to the incident beam and at the same time can be made of low birefringence crystals when used in lasers.

V dalším je pro snazší pochopení vynález blíže popsán v souvislosti s připojeným výkresem.In the following, the invention is described in more detail with reference to the accompanying drawing.

Na obr. 1 a 2 je znázorněno uspořádání s dvěma plochami, z nichž alespoň jedna svírá s rovinou p úhel φ. Na obr. 1 je polarizátor znázorněn v šikmém pohledu, na obr. 2 v pohledu shora. Na výkresech je znázorněna optická osa 1 krystalu, průsečnice 2 obou ploch a jimi vymezená rovina p. Dále je znázorněn úhel φ, který svírají plochy s rovinou p. Na obr. 3 v šikmém po·hledu a na obr. 4 v pohledu shora je znázorněno uspořádání, kdy jedna z ploch leží v rovině p. Je zde opět znázorněna optická osa 1 krystalu, průsečnice 2 obou ploch a jimi vymezená rovina p, jakož i úhel φ, který s rovinou p svírá jedná z ploch.Figures 1 and 2 show an arrangement with two faces, at least one of which forms an angle φ with the plane p. Fig. 1 is an oblique view, Fig. 2 is a top view. The drawings show the optical axis 1 of the crystal, the intersection 2 of the two surfaces and the plane p defined by them. Furthermore, the angle φ between the surfaces and the plane p is shown. In FIG. 3 is oblique and FIG. The optical axis 1 of the crystal, the intersection 2 of the two surfaces and the plane p defined by them, as well as the angle φ that the plane p is from the surfaces, are again shown.

Příklad 1Example 1

Z monokrystalu kalcitu (n0 = 1,652; ne = = 1,483 při λ = 632,8 nm) byl zhotoven hranol o· průřezu kolmém k výšce tvaru rovnioramenného trojúhelníku s vrcholovými úhly 70°, 70° „a. 40°, přičemž optická osa 1 půlila úhel 40° průřezu hranolu. Plochy svírající úhel 40° byly opatřeny antireflexní vrstvou 3 střídavým náparem oxidu křemičitého a titaničitého a to pro monochromatické světlo o vlnové délce 632,8 nm při úhlu dopadu na jednu z uvedených ploch 34,4° s polarizací v rovině dopadu. Antireflexní vrstva 3 umožňuje světlu s uvedenou polarizací přechod ze vzduchu do hranolu a na druhé ploše opatřené antireflexní vrstvou 3 zpět do vzduchu s minimálními ztrátami. V hranolu postupuje světelný svazek kolmo k optické ose 1 a jeho polarizace odpovídá řádnému kmitosměru. Po· výstupu do vzduchu je od vystupujícího svazku odkloněn o 28,8°; paprsky mimořádné jsou průchodem kalcitovým hranolem odkloněny od paprsků řádných tak, že po· výstupu do vzduchu činí úhel mezi nimi 7,11°. Uvedený hranol byl použit jako polarizátor světla He-Ne laseru.A calcite monocrystal (n 0 = 1.652; n e = 1.483 at λ = 632.8 nm) was made with a cross section perpendicular to the height of the isosceles triangle with apex angles of 70 °, 70 ° a. The optical axis 1 bisected a 40 ° angle of the prism cross-section. The 40 ° angle surfaces were provided with an antireflective layer 3 by alternating silica and titanium dioxide vapor for monochromatic light at a wavelength of 632.8 nm at an incidence angle of 34.4 ° with polarization in the plane of incidence. The antireflective layer 3 allows light with said polarization to pass from air to prism and on the second surface provided with the antireflective layer 3 back to the air with minimal losses. In the prism, the light beam travels perpendicular to the optical axis 1 and its polarization corresponds to the proper frequency. When it enters the air, it is diverted by 28.8 ° from the exiting beam; the extraordinary beams are deflected from the regular beams by passing through a calcite prism so that the angle between them is 7.11 °. The prism was used as a He-Ne laser light polarizer.

P ř í k 1 a d 2Example 1 a d 2

Z korundového· monokrystalu (n0 =From corundum single crystal (n 0 =

1,763; ne = 1,755 při λ = 694,3 nm) byl zhotoven hranol o průřezu kolmém k výšce tvaru pravoúhlého trojúhelníka. V jediné odvěsniové ploše, svírající s přepoinovou plochou úhel 22° ležela optická osa 1 monokrystalu. Tato odvěsnová plocha byla opatřena reflexní vrstvou 3 pro světlo o vlnové délce 694,3 nm, zatímco přeponová plocha byla opatřena antireflexní vrstvou 3 pro· světlo· téže vlnové délky, přicházející pod úhlem dopadu 41,1° tak, aby lomený paprsek, polarizovaný kolmo k rovině dopadu,1,763; n e = 1,755 at λ = 694,3 nm) a prism with cross-section perpendicular to the height of the right-angled triangle was made. The optical axis 1 of the single crystal lay in a single off-surface area at an angle of 22 ° to the prepoin surface. This reflective surface was provided with a reflective layer 3 for light having a wavelength of 694.3 nm, while the transition surface was provided with an antireflective layer 3 for light of the same wavelength, coming at an incidence angle of 41.1 ° so that the refracted beam polarized perpendicular to the plane of impact,

247 tj. mimořádný, byl kolmý k uvedené odvěsnové ploše. Takto polarizovaný svazek se opět odráží do osy světla dopadajícího na hranol, zatímco svazek polarizovaný kolmo k tomuto svazku, tj. řádný je podstatně θ'slaben a odráží se v ose, svírající s osou247, ie extraordinary, was perpendicular to the above-mentioned off-surface. The polarized beam is again reflected in the axis of light incident on the prism, while the beam polarized perpendicular to this beam, ie the orderly one, is substantially attenuated and reflected in the axis bordering the axis

3a dopadajícího svazku úhel 0,7°. Hranol byl použit jako zadní zrcadlo rubínového laseru s laserovou tyčí, ve které krystalografická osa c je rovnoběžná s její geometrickou osou, za účelem polarizace laserového1 záření.3a of the incident beam at an angle of 0.7 °. The prism was used as a back mirror ruby laser having a laser rod, in which the crystallographic c-axis is parallel to the geometrical axis, for the purpose of one polarization of the laser radiation.

Claims (1)

PŘEĎME TSUBJECT Polarizátor monochromatického světla, vyznačený tím, že sestává z opticky jednoosého krystalu, na kterém jsou vytvořeny dvě plochy, z nichž alespoň jedna svírá s rovinou p, určenou optickou osou (lj krystalu a průsecnicí (2) obou ploch úhel ψ o velikosti odpovídající 0,3 až 0,9 násobku arcsin ηλ _1, kde ηλ je index lomu řádnéhoA monochromatic light polarizer, characterized in that it consists of an optically uniaxial crystal on which two surfaces are formed, at least one of which forms an angle ψ of 0 corresponding to the plane p, determined by the optical axis (1j of the crystal and the intersection (2) of both surfaces). 3 to 0.9 times the arcsin η λ _1 , where η λ is the refractive index of the order VYNÁLEZU nebo nrmořádného paprsku o vlnové délce λ a je opatřena antireflexní vrstvou (3) pro světlo o· vlnové délce A, dopadající na tuto plochu pod úhlem odpovídajícím 0,9 ažOF THE INVENTION or of an extraordinary beam of wavelength λ and is provided with an antireflective layer (3) for light of · wavelength, impinging on this surface at an angle corresponding to 0.9 to 1,1 násobku arcsin (n.,siin,tl), případně druhá plocha leží v rovině p optické osy (1) a je opatřena reflexní vrstvou (3) pro světlo o vlnové délce Λ.1.1 times the arcsin (n., Siin, tl ) or the second surface lies in the plane p of the optical axis (1) and is provided with a reflective layer (3) for light of wavelength Λ.
CS841750A 1984-03-12 1984-03-12 Monochrome Light Polarizer CS247730B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS841750A CS247730B1 (en) 1984-03-12 1984-03-12 Monochrome Light Polarizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS841750A CS247730B1 (en) 1984-03-12 1984-03-12 Monochrome Light Polarizer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS247730B1 true CS247730B1 (en) 1987-01-15

Family

ID=5352668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS841750A CS247730B1 (en) 1984-03-12 1984-03-12 Monochrome Light Polarizer

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS247730B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6018418A (en) Polarization beam splitter
CA1160490A (en) Prism polarizer
US5223975A (en) Polarization beam coupler including a splitter for producing an output monitor beam
US4917461A (en) Achromatic infrared retarder
US8358466B2 (en) Optical delay line interferometers with silicon dual mirror for DPSK
HK108594A (en) Optical isolator
CN108957773B (en) Polarization light splitting device
US6545805B2 (en) Polarization-dependent retroreflection mirror device
US5377040A (en) Polarization independent optical device
US3442571A (en) Prismatic member for differentially changing directions of light beams incident thereon
JPH01241502A (en) Polarizing element for optical isolator
US6229645B1 (en) Polarization selecting optical element using a porro prism incorporating a thin film polarizer in a single element
US5724184A (en) Polarizer with birefringent plate
Davydov Laser beam reflection from an optically anisotropic crystal retaining polarization extinction
JP2002296544A (en) 3-port small optical circulator
US6456434B1 (en) Single crystal two-beam polarizing prism without angular dispersion and method of manufacturing thereof
SU1727105A1 (en) Autocollimation device
JP2582914B2 (en) Polarizing prism
JPH0827410B2 (en) Polarizing prism
US5864428A (en) Polarizing device
JP3000030B2 (en) Measuring method of reflection amount of optical fiber component and apparatus therefor
RU2759577C1 (en) Method for reflecting laser beams maintaining the polarisation and reflector based thereon
SU1755239A1 (en) Polarizing prism
US3460883A (en) Total internal reflection deflector
Alekseeva et al. Four-ray splitting in optical crystals