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L'introduction du polarisant

L'introduction du polarisant

May 06, 2017

Un polariseur ou un polariseur est un filtre optique qui permet aux ondes lumineuses d'une passe de polarisation spécifique et bloque les ondes lumineuses d'autres polarisations. Il peut convertir un faisceau de lumière de polarisation indéfinie ou mixte en un faisceau de polarisation bien définie, c'est une lumière polarisée . Les types communs de polariseurs sont des polariseurs linéaires et des polariseurs circulaires . Les polarisateurs sont utilisés dans de nombreuses techniques et instruments optiques , et les filtres polarisants trouvent des applications dans la photographie et la technologie d' affichage à cristaux liquides . Les polarimètres peuvent également être conçus pour d'autres types d' ondes électromagnétiques en plus de la lumière, comme les ondes radio , les micro - ondes et les rayons X.

Les polariseurs linéaires peuvent être divisés en deux catégories générales: les polariseurs absorbants, où les états de polarisation indésirables sont absorbés par le dispositif et les polariseurs de rayonnement du faisceau, où le faisceau non polarisé est divisé en deux faisceaux avec des états de polarisation opposés. Les polarisateurs qui maintiennent les mêmes axes de polarisation avec des angles d'incidence variables sont souvent appelés polariseurs cartésiens, puisque les vecteurs de polarisation peuvent être décrits avec des coordonnées cartésiennes simples (par exemple, horizontale par rapport à la verticale) indépendantes de l'orientation de la surface du polariseur. Lorsque les deux états de polarisation sont relatifs à la direction d'une surface (généralement trouvée avec la réflexion de Fresnel), elles sont habituellement appelées s et p. Cette distinction entre la polarisation cartésienne et la polarisation sp peut être négligeable dans de nombreux cas, mais elle devient significative pour obtenir un contraste élevé et avec de larges spreads angulaires de la lumière incidente.

Certains cristaux , en raison des effets décrits par l' optique cristalline , montrent le dichroisme , l'absorption préférentielle de la lumière polarisée dans des directions particulières. Ils peuvent donc être utilisés comme polariseurs linéaires. Le cristal le plus connu de ce type est la tourmaline . Cependant, ce cristal est rarement utilisé comme polariseur, car l'effet dichroïque est fortement dépendant de la longueur d'onde et le cristal apparaît coloré. L'herapathite est également dichroïque et n'est pas fortement colorée, mais il est difficile de cultiver dans de grands cristaux.

Un filtre polarisant Polaroid fonctionne de manière similaire sur une échelle atomique au polariseur de réseau filaire. Il était à l'origine composé de cristaux microscopiques d'herapathite. Sa forme actuelle de feuille H est fabriquée en plastique polyvinylique (PVA) avec un dopage au iode . L'étirage de la feuille pendant la fabrication provoque l'alignement des chaînes de PVA dans une direction particulière. Les électrons de Valence du dopant d'iode sont capables de se déplacer linéairement le long des chaînes polymères, mais pas transversalement à celles-ci. Ainsi, la lumière incidente polarisée parallèlement aux chaînes est absorbée par la feuille; La lumière polarisée perpendiculairement aux chaînes est transmise. La durabilité et la praticité de Polaroid en font le type de polariseur le plus courant utilisé, par exemple pour les lunettes de soleil , les filtres photographiques et les écrans à cristaux liquides . Il est également beaucoup moins cher que les autres types de polariseurs.

Un type de polariseur absorbant moderne est constitué de nanoparticules d'argent allongées intégrées dans des plaques de verre minces (≤ 0,5 mm). Ces polariseurs sont plus durables et peuvent polariser la lumière beaucoup mieux que le film Polaroid en plastique, atteignant des rapports de polarisation jusqu'à 100 000: 1 et une absorption de lumière polarisée correctement à 1,5%. De tels polariseurs en verre fonctionnent mieux pour la lumière infrarouge à courte longueur d' onde et sont largement utilisés dans les communications par fibre optique .

Les polariseurs diviseurs de faisceau divisent le faisceau incident en deux faisceaux de polarisation linéaire différente. Pour un diviseur de faisceau polarisant idéal, ceux-ci seraient entièrement polarisés, avec des polarisations orthogonales. Cependant, pour de nombreux polariseurs de partage de rayons communs, seul l'un des deux faisceaux de sortie est entièrement polarisé. L'autre contient un mélange d'états de polarisation.

Contrairement aux polariseurs absorbants, les polariseurs de fractionnement du faisceau n'ont pas besoin d'absorber et de dissiper l'énergie de l'état de polarisation rejeté, et ils sont donc plus appropriés pour être utilisés avec des faisceaux à haute intensité tels que la lumière laser . Les vrais paramètres de faisceau polarisant sont également utiles lorsque les deux composants de polarisation doivent être analysés ou utilisés simultanément.