Фазовая пластинка вращается с постоянной скоростью.

1.

Угол между ξ и х меняется по закону: Θ=Ωt

На входе имеется правокруговая поляризация

= =

, учитывая, что  и вынося -j из выражения = , получаем:

=  ( -левокруговая поляризация)

Волна описывается выражением:

, частота выходного излучения получает частотный сдвиг :

Применяются пластинки, вращающиеся с постоянной скоростью в двулучевом интерферометре, как устройства сдвига частоты:

На выходе нулевые биения (сигнал постоянного тока)

 -световые биения.

 

Вращающаяся четвертьволновая пластинка.

 

 

Угол между ξ и х меняется по закону Θ=Ωt

Качественные физические рассуждения показывают, что на выходе вращающейся фазовой пластинки λ/4 будет наблюдаться линейная выходная поляризация, азимут которой связан с азимутом пластинки (со скоростью вращения пластинки).

=( для удобства опускаем ½)=  - сумма двух круговых поляризаций с разными частотными сдвигами.

Полученный результат можно интерпретировать следующим образом: на выходе устройства присутствуют 2 ортогональные круговые поляризации, каждая из которых имеет сдвиг +Ω и – Ω.

 

    Применение- в интерферометрии

 

Электрооптический амплитудный модулятор.

 

Рассмотрим работу электрооптического амплитудного модулятора на основании векторов и матриц.

 

 

Электрооптический кристалл – ниобат лития (LiNbO₃), на его обкладки подается напряжение U, при этом кристалл превращается в электроуправляемую фазовую пластинку.

 

Для LiNbO₃  наведенные оси располагаются под углом в 45⁰ к полю.

Матрица в лабораторных осях (х,у):

Матрица оптического тракта: ,

Матрица поляризационного тракта:

 - составляющая по оси у не постоянна, интенсивность зависит от .

=

 -интенсивность на выходе.

 

 

 

На выходе поляризация является линейной, но интенсивность меняется (на самом выходе системе, не с выходом пластины)

 

Поляризационный эффект Фарадея.

(не путать оптическую активность с активной средой)

1). Естественная оптическая активность- поворот плоскости поляризации лазерного излучения при прохождении его через оптическую среду.

Θ= , где l,α,N- характеристики оптической среды: l- длина, α- некая константа для 1 молекулы, N- концентрация молекул.

Естественную оптическую активность дает, например, раствор сахара в воде.

Различают вещества левовращающие и правовращающие.

Эффект Фарадея.

Среда помещена в магнитное поле, Θ= , где V- постоянная Верде.

 

Поворот плоскости поляризации согласован с направлением магнитного поля по правилу правой руки.

 

Существенное отличие эффекта Фарадея от естественной оптической активности:

1. Естественная: если поставить зеркало, то линейная поляризация вернется в исходное состояние

          

 

2. Эффект Фарадея: при аналогичной ситуации эффект удваивается, т.к. поворот происходит по правилу правой руки.

 

    

 

При двойном проходе в первом случае эффект поворота плоскости поляризации компенсируется, во втором случае- удваивается.

Эффект Фарадея.

 

Физический механизм эффекта Фарадея заключается в том, что намагниченная среда имеет разные показатели преломления для право- и левоциркулярной поляризаций.

У линейной поляризации на выходе меняется азимут.

Среда, находящаяся в магнитном поле представляет собой поляризационно – анизотропный элемент, собственные поляризации которого круговые.

 (см. ортонормированный базис, мы можем использовать в качестве базиса правокруговую и левокруговую поляризации, если нам это удобно)

 

Матрица, описывающая эффект Фарадея:

 

 - матрица Фарадеевского вращателя.

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: