Способ изготовления циркулярного поляризатора света

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИРКУЛЯРНОГО ПОЛЯРИЗАТОРА СВЕТА, включающий измерение параметров партии Двупреломляющих пластинок, выбор из этой партии двух пластинок, измеренные параметры которых удовлетворяют их заданному соотношению, установку линейного поляризатора и выбранных пластинок перпендикулярно оси светового пучка, независимый разворот я 1Ё:-Т :: .ч;:-:л и1Л: -- ; S J5; f-;VV; I оптических осей пластинок вокруг оси светового пучка до получения максимального коэффициента эллиптичности света на выходе из последней пластинки и фиксацию найденного по ,ложения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощени-я способа путем упрощения процесса измерения параметров двупреломляющих пластинок , измеряют максимальные коэффициенты эллиптичности пластинок, а выбор двух соответствующих пласти .нок из промеренной партии осуществляют , исходя из условия QKca())-; MDKCi MQicc-T максимальные ко- . эффициенты эллиптичности первой и |Г второй пластинок соответственно. Л Л 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ.Х

РЕСПУБЛИН

«е «и у511 С 02 В 5 30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ мОкс " макс„ " + маис„), ф 7 Р

Фаи . (21) 3421044/18-10 (22) 12.04,82 (46) 07,,07.83. Вюл. Р 25 (72) А.Ве Филимонов (53) 535 .824.4(088.8) (56) 1. Ландсберг Г.С. Оптика, N Наука, 1976, с. 390-392.

2. Абен X..Ê. К теории .составной пластинки в .четверть волны. — Оптика и спектроскопия . T. 13, вып. 5, 1962, с. 746-750 (прототип) ° (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИРКУ»

ЛЯРНОГО ПОЛЯРИЗАТОРА СВЕТА, включающий измерение параметров партии двупреломляющих пластинок, выбор из этой.партйи двух пластинок, измеренные параметры которых удовлетворяют их заданному соотношению, установку линейного поляризатора и выбранных пластинок перпендикулярно оси светового пучка, независимый разворот оптических осей пластинок вокруг оси светового пучка до получения максимального коэффициента эллиптич-. ности света на выходе из последней пластинки и фиксацию найденного положения, о т л и ч.а ю шийся тем, что, с целью упрощения способа путем упрощения процесса измерения параметров двупреломляющих пластинок, измеряют максимальные коэффициенты эллиптичности пластинок, а выбор двух соответствующих пласти.нок из промеренной партии осуществля-. ют> исходя из условия

- где Кмо„с и IC,акс максимальные комакс1 макс эффициенты эллиптичности первой и второй пластинок соответственно.

1027663

2Жм+ " с (щ

Я 1

2лщ %ау а(р % Е

Изабретение относится к прикладной оптике и может быть использовано, в частности, в квантовых магнитометрах с оптической накачкой, где необходимо обеспечивать высокий коэффициент эллиптичности потока накачки.

Известен способ изготовления циркулярного поляризатора света, основанный на использовании линейного поляризатора и четвертьволновой двупреломляющей пластинки, оптическую ось которой ориентируют под углом

45 к оси поляризатора 1).

Недостаток указанного способа— относительно низкое значение коэффи-15 циента эллиптичности изготовленного поляризатора, что обусловлено трудностью точного выполнения двупреломляющей пластинки с заданной толщиной.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является способ изготовления циркулярного поляризатора света, включающий измерение параметров партии двупреломляющих пластинок, выбор из этой партии двух пластинок, измеренные параметры которых удовлетворяют их заданному соотношению, установку линейного поляризатора и выбранных пластинок перпендикулярно оси светового пучка, независимый разворот оптических осей пластинок Вокруг оси светового пучка,цо получения максимального коэффициента эллиптичности света на выходе из последней пластинки и фиксацию найденного положения °

Согласно известному способу в партии двупреломляющих пластинок для каждой иэ них в отдельности измеряют набег фазы между компонентами 40 световой волны, поляризованными во взаимно перпендикулярных направлениях, после чего из промеренной партии выбирают две пластинки, которые создают набеги Фаз AVq и Ь, удовлет- 45 воряющие условию.где YA= 0,1,2..., и которые благодаря этому могут дополнять друг друга до четвертьволновой пластинки. При взаимном развороте оптических осей выбранных таким образом двупреломляющих пластинок вокруг оси светового пучка можно с высокой степенью точности добиться

90 набега Фазы, реализуемого в сос- 60 тавной пластинке. Это соответствует применению идеальной четвертьволновой пластинки и позволяет доводить коэффициент эллиптичности света до значений 0,97-0,99 3 2). 65

Недостатком известного способа является то, что в процессе изготовления циркулярного поляризатора требуется измерять два параметра эллиптичного поляризованного света — набег фазы в двупреломляющих пластинках и коэффициент эллиптичности света, который определяется при настройке циркулярного поляризатора, Для этого необходимо использовать две различные методики измерения и две измерительные установки, отличающиеся наличием компенсатора в установке для измерения набега фазы.

Кроме того, при измерении набега

Фазы требуется определять азимуты, т.е. направления оптических осей поляриэующих элементов, точность измерения которых связана с точностью угломерных устройств установки. Точные угломерные устройства, содержащие

Микроскоп и нониус или микрометр, значительно усложняют измерительную установку и увеличивают ее стоимость.

Цель изобретения — упрощение способа путем упрощения процесса измерения параметров двулреломляющих пластинок.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления циркулярного поляризатора света, включающему измерение параметров партии двупреломляющих пластинок, вы,бор из этой партии двух пластинок, измеренные параметры которых удовлетворяют их заданному соотношению, установку линейного поляризатора и выбранных пластинок перпендикулярно оси светового пучка, независимый разворот оптических осей пластинок вокруг оси светового пучка до получения максимального коэффициента эллиптичности света на выходе из последней пластинки и фиксацию найденного положения, измеряют максимальные коэффициенты эллиптичности пластинок, а вы6ор двух соответствующих пластинок из промеренной партии осуществляют, исходя из условия с - l (" "макс1)(g+gмохс) где К „и К „ — максимальные коэффициенты эллиптйчности первой и второй пластинок соответственно.

На фиг. 1 представлена оптическая схема применяемой B предлагаемом способе установки для измерения коэффициентов эллиптичности света; на фиг. 2 - график, поясняющий соотношение между коэффициентами эллиптичности двух пластинок, на фиг. 3— конструкция циркулярного поляризатора света, изготовленного согласно предлагаемому способу.

Способ осуществляют следующим образом.

10278 3

Сначала на установке (фиг. 1), содержащей спектральный источник 1 света, линейный поляризатор 2 и анализатор 3, установленные с возможностью разворота вокруг оси светового пучка, фотоприемник 4 и измерительный прибор 5, определяют максимальные коэФФициенты эллиптичности партии двупреломляющих пластинок.

Для этого каждую пластинку 6 в отдельности устанавливают между элемента- 10 ми 2 и 3 и путем разворота анализатора 3 на 360д находят ее коэффициент эллиптичности К для данного положения, отсчитывая показания прибора 5. 35

При условии линейности фотоприемника 4 коэффициент эллиптичности равен

"= мчи1 макс) ), 20 гдето @„и Ч а - соответственно минимальное и максимальное показания

Измерительного прибора 5 при вращении анализатора 3. Максимальный коэффициент эллиптичности света К@ мокс пластинка 6 дает в том случае, когда ее оптическая ось составляет с оптической осью поляризатора 2 уг э 450.

При этом максимальный коэффициент эллиптичности связан с набегом

Фазы в пластинке б соотношением

"макс К ®2 .

Максимального коэффициента эллиптичности добиваются поворотом пластинки б вокруг оси светового пучка при одновременном измерении коэффициен- 40 та эллиптичности.

Затем из.полученной партии пластин с измеренными коэффициентами эллиптичности света Кмок, выбирают для изготовления циркулярйого поляризатора две пластинки, коэффициенты эллиптичности которых связаны соотношением мокс (" "мс кс ) ("+" мокс„), (М 50

1 где К дюкс и Кмако - максимальные коэффициенты эллиптичности света, полученные с помощью первой и второй пластинок соответственно.

Выбранные таким образом пластинки могут дополнять друг друга до четвертьволновой пластинки, поскольку соотношение (3), по которому производят выбор подходящих пластинок, 60 адекватно соотношениям (1) и получе.но с использованием равенства {2).

Соотношение (3) удобно проверять по графику (Фиг. 2). -.Любая точка, лежащая в заштриховал.юй области, показывает значения максимальных коэффициентов эллиптичности света, удовлетворяющих соотношению (3!. Йсли коэффициенты зллиптичности плас.тинок не удовлетворяют этому соотношению, пластинки не могут образовать составную четвертьволновую пластинку при любой ориентации их оптических осей. и непригодны для изготовления циркулярного поляризатора.

Далее поляризатор 2 и выбранные пластинки б и 7 устанавливают в оправы 8 перпендикулярно оси свето-. вого пучка и производят -взаимную ориентацию их оптических осей путем вращения пластинок б и 7 вокруг оси светового пучка до получения максимального коэффициента эллиптичности на выходе из пластинки 7. Измерение коэффициента эллиптичности, как и в операции измерения параметров пластинок, производят на установке, изображенной на фиг. 1. Повороты пласти- нок б и 7 производят независимо друг от друга при одновременном измерении коэффициента эллиптичности.

Найденное взаимное положение поляризатора 2 и пластинок б и 7 с максимальным коэффициентом эллиптичности света на выходе фиксируют какимлибо способом, например, склеиванием.

Предлагаемый способ используют при Изготовлении циркулярного поляризатора света для квантового магнитомера на парах цезия, нормальную работу которого обеспечивает световой поток накачки, имеющий коэффициент эллиптичности не менее 0,95.

В качестве двупреломляющих пластинок -6 и 7 используют слюду марки

CT толщиной 0,02-0,05 мм. Измерение коэффициента эллиптичности пластинок и настройку циркулярного поляризатора производят на установке(фиг.l), в которой источником 1 света служит цезиевая лампа (длина волны излуче! ния 890 нм), в качестве фотоприемника 4 используют Фотодиод ФД-7К, а в качестве измерительного прибора 5— вольтметр ВЗ-38. Световой поток модулируют механическим прерывателем с частотой 1 кГц.

Две пластинки б и 7 слюды, измеренные коэффициенты эллиптичности которых удовлетворяют соотношению (3), и поляризатор 2 устанавливают в оправы 8 из оргстекла. Взаимной ориентацией оптических осей поляризатора

2 и пластинок б и 7 добиваются коэффициента эллиптичности света на выходе 0,97-0,99, что удовле"воряет требованиям квантового магнитометра.

Найденное положение фиксир;к1 путем склеивания оправ 8 полярис:т-)pa и обеих пластинок дихлорзтанс м, Предлагаемый способ дает хорошие результаты (коэффициент зл.. ц.пти иoc

1027663

0Р

ВНИИПИ Заказ 4735/51 Тираж 511 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород„ул,Проектная,4 ти не менее. 0,97) во всех случаях . ех о применения.

Таким образом, использование изобретения обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества,в операции измерения парамет.ров пластинок.и в операции настройки циркулярного поляризатора измеряют только коэффициент эллиптичности света по единой методике на одной измерительной установке, что упрощает процесс изготовления циркулярного поляризатора в целом; операция измере-, ния коэффициента эллиптичности заключается в измерении -электрических величин и не содержит угловых измерений, что упрощает операцию измерения параметров двупреломляющих пластинок; исключение as измерительной установки компенсатора и точных угломерных устройств упрощает установку и снижает ее стоимость.