全偏振發生器（Polarization State Generator, PSG）是一種用於(yu) 產(chan) 生特定偏振態光的裝置或係統。它廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 光學、通信、成像、傳(chuan) 感等領域，尤其是在研究和控製光的偏振特性時具有重要作用。
全偏振發生器
摘要：全偏振發生器（Polarization State Generator, PSG）是一種用於(yu) 產(chan) 生特定偏振態光的裝置或係統。它廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 光學、通信、成像、傳(chuan) 感等領域，尤其是在研究和控製光的偏振特性時具有重要作用。偏振光是電磁波中電場矢量方向具有一定規律的光。全偏振發生器能夠生成多種偏振態的光，包括線偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光等，覆蓋所有可能的偏振態。它通常結合了多個(ge) 光學元件，如偏振器、波片、旋光器和相位調製器等，通過調節這些元件可以靈活地控製和產(chan) 生各種偏振態。
全偏振發生器的實現方案有多種，如基於(yu) 波片、電光調製器、聲光調製器、旋光材料、矢量光束等的方案，本文我們(men) 著重介紹幾種基於(yu) 波片的方案。
1.旋轉起偏器和1/4波片產(chan) 生全偏振態
如圖1所示為(wei) 旋轉起偏器和1/4波片產(chan) 生全偏振態的示意圖,它包括一個(ge) 可旋轉的起偏器P,它的透光軸位於(yu) 角度θ處;一個(ge) 可旋轉的1/4波片R,其慢軸方向位於(yu) 角度φ處,這一裝置也稱作塞拿蒙(Sénarmont)補償(chang) 器。1/4波片前後表麵的偏振電場矢量分別用E和E'來表示。
X'軸平行於(yu) 1/4 波片的慢軸。輸出偏振橢圓電場矢量E'的參數為(wei) :
圖1
由此可以看出:橢圓的主軸方向取決(jue) 於(yu) 1/4 波片的慢軸方向,橢圓率角在1/4波片的方位角和起偏器的方位角之間變化。因此,可以通過旋轉整個(ge) 裝置得到偏振橢圓長軸的任意方向,通過改變起偏器相對於(yu) 1/4 波片的角度獲得任意橢圓率角,例如橢圓率角φ-θ必須為(wei) 45°,才能得到右旋圓偏振光(ε'=π/4)。由於(yu) 這個(ge) 發生器可以產(chan) 生任意偏振態的光束,所以稱為(wei) 全偏振態發生器。
2.旋轉起偏器和可變波片產(chan) 生全偏振態
如圖2所示為(wei) 另一種偏振光發生器的光學裝置。起偏器P和可變波片R固定在一個(ge) 旋轉體(ti) 上,起偏器的透光軸和波片的慢軸之間的夾角為(wei) 45°。例Babinet-Soleil 補償(chang) 器、Berek補償(chang) 器、液晶電池或電光晶體(ti) 都可以作為(wei) 可變波片,它們(men) 的相位差可以調節。可變波片與(yu) 起偏器一起旋轉,若起偏器的透光軸為(wei) θ,則可變波片的慢軸方向角為(wei) θ+45。可變波片前後表麵的偏振電場矢量分別表示為(wei) E和E'。
圖2
當φ=45°時,可以定義(yi) 輸出偏振橢圓電場矢量E'的參數:
由此可見,輸出光束的橢圓率角等於(yu) 相位差的1/2,橢圓的主軸沿起偏器的透光軸。例如:如果可變波片為(wei) 半波片,則輸出光束為(wei) 右旋圓偏振光。
3.通過起偏器和兩(liang) 個(ge) 可變波片產(chan) 生全偏振態
上麵提到的偏振光發生器都需要一個(ge) 或兩(liang) 個(ge) 旋轉的光學元件,而Yamaguchi 和 Hasunuma提出了一種全偏振態發生器的裝置,它不需要任何的機械旋轉裝置。圖3為(wei) Yamaguchi-Hasunuma 補償(chang) 器的結構簡圖,包含兩(liang) 個(ge) 可變波片。采用兩(liang) 個(ge) 液品電池LCA和LCB作為(wei) 可變波片,它們(men) 的相位差α和β可以通過電壓進行控製。相對於(yu) 起偏器透光軸的方向,LCA和LCB的方向分別為(wei) 45°和0°,液晶電池前後表麵的偏振電場矢量分別表示為(wei) E1、E1’、E2和E2’。當然我們(men) 也可以采用上麵提到的任意可變波片來代替液晶電池。
圖3
偏振橢圓E2的形狀和方向可以來定義(yi) 為(wei)
相應的偏振參數和也可以計算得到
第二個(ge) 可變波片引入的相位差為(wei) β,因此,出射光E2’的輔助角和相位差分別為(wei)
由此可見,出射光X和Y偏振分量的振幅由α控製,而X和Y偏振分量的相位差由β控製。所以通過控製作用於(yu) LCA和LCB的電壓,可以得到任意偏振態的輸出光。
全偏振發生器的全偏振發生器的使用可以精確控製和操縱光的偏振特性，有很多典型国产成人在线观看免费网站包括：偏振測量、光學實驗、偏振成像、光通信係統、傳(chuan) 感技術等，因此在現代光學和相關(guan) 技術中是一個(ge) 關(guan) 鍵工具。
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