탈극기(광학)

Depolarizer (optics)

디폴라제 또는 디폴라제(decolarizer)는 빛의 양극화를 소화하는 데 사용되는 광학 장치다.이상적인 분극기는 임의로 분극된 빛을 그 입력이 무엇이든 출력할 수 있지만, 모든 실제 분극기는 의사 무작위 출력 양극화를 생성한다.

광학 시스템은 종종 자신에게 도달하는 빛의 양극화에 민감하다(예: 격자 기반 분광기).그러한 시스템에 대한 불필요한 입력의 양극화는 시스템 출력에 오류를 일으킬 수 있다.

종류들

코르누 탈분극기

코르누 탈분극기

코르누 탈분극기는 발명가 마리 알프레드 코르누의 이름을 딴 최초의 디자인 중 하나이다.그것은 큐빅을 형성하기 위해 광학적으로 접촉된 45°의 석영 결정 한 쌍으로 구성되어 있다.고속 축은 탈극기 측면으로부터 90° 떨어져 있고 45° 떨어져 있다(그림 참조).프리즘에 들어가는 어떤 광선도 효과적으로 두 개의 파판을 통과한다.이러한 파형의 두께와 따라서 지각은 빔에 걸쳐 다양하다.위상 편이 주어지는 것은 다음과[1] 같다.

균일한 양극화의 입력 빔의 경우 출력 양극화는 에서 주기적일 것이다위상 편이 또한 분산에 의한 파장에 의존한다.

두 프리즘을 사용한다는 것은 출력이 입력과 기본적으로 동축적이라는 것을 의미한다.프리즘들 사이의 접점에서 굴절 지수를 교환하면서 굴절이 일어난다.따라서 출력 빔의 구성 요소에는 약간의 분리가 있다.

이 기기는 오늘날 일반적으로 사용되지 않지만, 유사한 설계가 상업적으로 이용 가능하다.

리오트 탈극기

리오트 탈극기

리오트 탈분극기는 또 다른 초기 디자인이다.그것은 버나드 리오트에 의해 발명되었다.빠른 도끼가 45° 간격으로 있는 두 개의 파판으로 구성되며, 두 번째 판은 첫 번째 판보다 두 배 두께가 된다.출력은 파장의 함수로서 그리고 파장의 두께의 함수로서 주기적이다.최적의 파장 두께는 사용할 신호 파장과 광학 스펙트럼에 따라 달라지기 때문에 이 디폴라제(Depolarizer)를 특정 용도에 사용할 때는 특별한 고려가 필요하다.그것은 광대역 가시적 애플리케이션에 상업적으로 이용 가능하다.

이 장치는 특히 광섬유의 경우 파장판 대신 45° 각도로 스플라이스된 광섬유를 정확히 유지한 2개의 광섬유를 사용하므로 빔 스플리터와 같은 다른 구성요소가 필요하지 않다.

웨지 디폴라제

쿼츠실리카

석영실리카 쐐기 탈극기

석영실리카 웨지 디폴라제는 일반적인 상업적 설계로 코르누 디폴라제와 유사하지만, 두 성분 사이의 각도는 훨씬 작으며(2°가 일반적임) 첫 번째 성분만 바이레프링겐트다.두 번째 성분은 융접 실리카로 되어 있는데, 석영과 굴절률이 매우 유사하지만, 이륜은 아니다.석영 원소의 빠른 축은 일반적으로 쐐기에 45°이다.전체 장치는 코르누 탈극기(동일한 조리개용)보다 훨씬 컴팩트하다.

코르누 탈분극기와 마찬가지로 양극화의 함수로서 출력의 분리가 어느 정도 있을 뿐만 아니라 석영과 실리카의 굴절률의 불완전한 일치로 인한 빔 편차가 일부 존재한다.탈극기 전체에 걸쳐 주기적으로 출력이 이루어진다.쐐기 각도가 코르누 탈분극기에서보다 훨씬 작기 때문에 기간은 종종 6mm 정도로 더 크다.이 탈분극기는 또한 단일한 정의의 빠른 축 때문에 선호되는 방향을 가지고 있다.상업용 쐐기탈극기에서 이것은 보통 표시된다.

쿼츠 사분위츠

쿼츠 사분위 쐐기탈극제는 흔하지는 않지만 상업적으로 구입할 수 있다.코르누 탈분극기와 비슷하지만 실리카 보정 쐐기의 쐐기각이 작다.

위의 설계에서 석영대신 다른 2중재료를 사용할 수 있다.

쐐기 탈극기는 약간의 작은 빔 편차를 보인다.광체의 얼굴이 정확히 평행하더라도 그렇다.광체의 각 절반은 쐐기형이고, 두 절반은 정확히 같은 굴절률(특정 양극화의 경우)을 가지지 않기 때문에, 탈극체는 효과적으로 매우 약간 쐐기형(optical)이다.

시간변성 탈극기

리오트 탈극기 및 이와 유사한 장치는 광학 파장이나 지각기의 지연이 광 주파수나 파장에 따라 결정된다는 사실에 근거한다.그것들은 해로운 양극화 모드 분산을 야기한다.또한 단색 신호에는 사용할 수 없다.후자의 경우 시간 변이성 탈극기가 필요하다.이것들은 시간 변이 광학 지연제로 구성되어 있다.시간 변이성 탈극기를 실현하는 효과적인 방법은 회전 파장 또는 등가 광학 장치들이다.

회전 반파판은 시간적으로 주기적인 양극화를 만들어내고, 따라서 충분히 느린 반응을 위해 효과적으로 스크램블을 한다.입력 양극화는 선형이어야 한다.결과적인 출력 양극화는 회전하는 선형 양극화다.마찬가지로 원형 양극화는 회전하는 쿼터파 플레이트로 탈극화될 수 있다.생산 양극화는 다시 선형이다.만약 반파와 사분파 판이 서로 다른 속도로 연결되어 회전한다면, 어떤 입력 양극화도 탈극화된다.만약 파장판이 완벽하지 않다면, 더 많은 회전 파장들이 성능을 향상시킬 수 있다.[2]이러한 양극화 독립성 탈극화기는 전기광 회전파판을 기반으로 360ns까지의 탈극화 간격을 두고 상용화된다(외부 링크 참조).

탈극 광을 생성하는 다른 방법

많은 애플리케이션에서 원형 편광 광을 생성하기 위해 쿼터파 판을 사용하는 것이 가능하지만, 이것은 선형 편광으로 시작하는 제한된 파장 범위에서만 가능하다.패러데이 회전 장치(Faraday Rotator)[3]와 액정의 사용 등 다른 방법이 입증되었다.광섬유를 이용해 빛을 탈극화하는 것도 가능하다.무광 플라스틱이나 기름칠한 종이와 같은 일반적인 반투명 소재를 빛이 통과함으로써 비교적 높은 수준의 탈극화를 달성하기도 한다.

참고 항목

참조

  1. ^ Norman Hodgson, Horst Weber. Laser Resonators and Beam Propagation: Fundamentals, Advanced Concepts and Applications (Second ed.). Springer. p. Chapter 3. ISBN 978-0-387-40078-5.
  2. ^ 2019년 1월 25일 https://arxiv.org/abs/1901.08838, 라인홀드 노, 벤자민 코흐, 라인홀드 노에
  3. ^ Diorio, Nicholas J.; Fisch, Michael R.; West, John L. (2001-10-15). "Filled liquid crystal depolarizers". Journal of Applied Physics. AIP Publishing. 90 (8): 3675–3678. doi:10.1063/1.1401799. ISSN 0021-8979.

외부 링크