Поляризационный светофильтр. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Простейший поляризационный светофильтр представляет собой хроматическую фазовую пластинку (см. Компенсатор оптический), расположенную между двумя поляризаторами ,поляризующие направления к-рых параллельны (перпендикулярны) друг другу и составляют угол

с оптич. осью пластинки. Т. к. фазовый сдвиг

между обыкновенным

и необыкновенным

лучами, прошедшими через пластинку длиной

зависит от длины волны

то состояние поляризации, а следовательно и интенсивность выходящего света (см. Интерференция поляризованных лучей), также имеет спектральную зависимость. При достаточно большой разности показателей преломления фазовой пластинки

состояние поляризации выходящего из неё света может меняться в зависимости от

от линейной, совпадающей с падающей, через все фазы эллиптической, до линейной, ортогональной исходной. Если поляризация света, прошедшего фазовую пластинку, совпадает с поляризующим направлением поляризатора на выходе, то наблюдается максимум в интенсивности выходящих интерферирующих поляризов. лучей; если соответствующие поляризации ортогональны, то наблюдается минимум. Таким образом, поляризационный светофильтр в зависимости от l пли полностью пропускает свет, или почти полностью поглощает. Это свойство поляризационных светофильтров используется для решения ряда специальных задач спектроскопии, например, для подавления одной или нескольких спектральных линий излучения на фоне др. компонент спектра или для изменения спектрального распределения энергии в источниках сплошного спектра.

Селективные поляризационные светофильтры пропускают излучение только в узком спектральном интервале. К ним относится изобретённый в 1933 Б. Лио (В. Lyot) поляризационный светофильтр, представляющий собой последовательность k поляризаторов (с идентично ориентированными поляризующими направлениями) и расположенных между ними (k - 1) фазовых пластин. Каждая последоват. тройка элементов (поляризатор - фазовая пластинка - поляризатор) представляет собой простейший описанный выше поляризационный светофильтр. Толщина первой фазовой пластинки выбирается такой, чтобы обеспечить полное пропускание первой тройкой элементов фильтра Лио на заданной длине волны

(т. е. фазовый сдвиг кратен

Толщина каждой следующей пластинки точно вдвое превышает толщину предыдущей, сохраняя, т. о., указанную кратность фазового сдвига на длине волны

В результате все компоненты фильтра обеспечивают полное пропускание на длине волны

тогда как на остальных участках спектра по мере роста числа пластин пропускание всё в большей степени подавляется. Практически таким способом удаётся создать поляризационный светофильтр со спектральной шириной полосы пропускания до

нм. Недостатки поляризационного светофильтра Лио - малая угловая рабочая апертура и сильная температурная зависимость спектральных характеристик, что приводит к необходимости тщательной термостабилизации всего устройства.

К узкополосным поляризационным светофильтрам относится также изобретённый в 1955 И. Шолком (I. Solс) фильтр, представляющий собой расположенный между двумя линейными поляризаторами набор из большого числа фазовых пластинок, осп анизотропии к-рых последовательно повёрнуты одна относительно другой на малый угол. Поляризационный светофильтр Шолка обладает значительно более высоким пропусканием, чем поляризационный светофильтр Лио, но значительно уступает последнему по качеству спектральной селективности.

Поляризационные светофильтры представляют собой сложные оптич. системы, очень чувствительные к температурным и др. внешним воздействиям, поетому их применение ограниченно; они используются главным образом в астрофизических исследованиях.

Литература по поляризационным светофильтрам

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.