Поляризационный оптический компенсатор в виде четвертьволновой пластинки

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ КОМПЕНСАТОР В ВИДЕ ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВОЙ ПЛАСТИНКИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный университет имени А.С.Пушкина(72) Автор Косарев Валерий Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный университет имени А.С.Пушкина(57) Поляризационный оптический компенсатор в виде четвертьволновой пластинки, отличающийся тем, что содержит пластину, изготовленную из оргстекла, имеющую форму прямоугольного параллелепипеда толщиной 10 мм, винт, вкручиваемый в оправу пластины и упирающийся в металлическую накладку толщиной от 3 до 4 мм, прикрепленную к верхней грани пластины. Поляризационный оптический компенсатор в виде четвертьволновой пластинки предназначен для использования его в учебном процессе высших учебных заведений в лабора 79242012.02.28 торном практикуме по общей физике при изучении темы Поляризованный свет, методы его получения и анализа. Существует аналог предлагаемой модели 1, с. 392. В нем четвертьволновую пластинку изготавливают из кристаллов слюды. Для превращения кристалла слюды в четвертьволновую пластинку необходимо 1, с. 390, чтобы на ее выходе разность фаз обыкновенной и необыкновенной волн при двойном лучепреломлении равнялась 2,2 где 0, 1, 2, , а разность хода равнялась, где- длина волны света. Посколь 4 2 ку обыкновенной и необыкновенной волн (фиксированные величины для конкретной , определяемые природой кристалла), то для получения 2 приходилось подго 2 нять величинупутем скалывания отдельных слоев слюдяного кристалла. Этот способ изготовления четвертьволновой пластинки имеет существенные недостатки. Во-первых, слюдяные кристаллы хорошего качества - большой дефицит. Вовторых, получение необходимой толщиныпутем скалывания отдельных слоев слюды не позволяет получить достаточно точное значение . Задача, решаемая при создании данной полезной модели, заключается в создании поляризационного оптического компенсатора в виде четвертьволновой пластинки, не требующего дефицитных материалов, позволяющего технически несложным приемом добиться того, чтобы разность фазна выходе пластинки действительно составляла ве личину 2 с минимальной погрешностью. 2 Известно 1, что если изготовить пластину из изотропного оптически прозрачного материала и подвергнуть ее одностороннему сжатию путем приложения внешней силы, то она приобретет анизотропные свойства, в ней возникнет двойное лучепреломление, и пластина станет по своим оптическим свойствам похожа на одноосный кристалл, оптическая ось которого ориентирована вдоль линии приложения силы. Степень возникшей искусственной анизотропии и, следовательно, двойного лучепреломления определяется величиной , которая, как показывает опыт 1, пропорциональна возникающему в пластине механическому напряжению, которое, в свою очередь, определяется приложенной силой. Таким образом, изменяя приложенную силу, можно добиться такого значения, при котором при фиксированныхивеличинастанет равной 2 изотропного оптически прозрачного материала станет четвертьволновой пластинкой. Для выполнения изложенных выше требований изготовлен поляризационный оптический компенсатор в виде четвертьволновой пластинки, отличающийся тем, что содержит пластину, изготовленную из оргстекла, имеющую форму прямоугольного параллелепипеда толщиной 10 мм, винт, вкручиваемый в оправу пластины и упирающийся в металлическую накладку толщиной от 3 до 4 мм, прикрепленную к верхней грани пластины. Чертежи, представленные на фиг. 1 и фиг. 2, поясняют устройство поляризационного оптического компенсатора в виде четвертьволновой пластинки и показывают схему установки для проверки качества его изготовления. На фиг. 1 изображено вертикальное сечение (перпендикулярное оси падающего светового пучка) поляризационного оптического компенсатора в виде четвертьволновой пластинки 1 - пластина из оргстекла, 2 - металлическая накладка, 3 - винт, 4 - оправа пластины. 2 79242012.02.28 На фиг. 2 изображена схема установки для проверки качества изготовленного поляризационного оптического компенсатора в виде четвертьволновой пластинки 5 - светодиод,6 - собирающая линза, 7 и 9 - поляризаторы во вращающихся оправах, 8 - поляризационный оптический компенсатор. Для того чтобы убедиться в том, что мы получили необходимое значение , поступаем следующим образом. Берем два поляризатора 7 и 9 (фиг. 2), между ними помещаем поляризационный оптический компенсатор 8, в котором изготовленная из оргстекла пластина 1, имеющая форму прямоугольного параллелепипеда толщиной 10 мм (фиг. 1), приведена в состояние одностороннего сжатия с помощью вкручивания винта 3 в оправу пластины 4. Винт 3 упирается в металлическую накладку 2, имеющую толщину от 3 до 4 мм, прикрепленную к верхней грани пластины 1. Металлическая накладка 2 нужна для того, чтобы приложенная сила равномерно распределялась по горизонтальному сечению пластины. Через эту систему (фиг. 2) будем пропускать параллельный квазимонохроматический световой пучок (например, от красного светодиода 5, установленного в фокусе собирающей линзы 6). Поворотом поляризатора 7 вокруг оси светового пучка устанавливаем плоскость его поляризации под углом 45 относительно плоскости главного сечения сжатой пластины 1 (плоскость главного сечения - это плоскость, проведенная через световой луч и оптическую ось кристалла). В этом случае амплитуды обыкновенной и необыкновенной волн в поляризационном оптическом компенсаторе 8 будут одинаковы. Если мы добьемся того, что, то свет, выходящий из поляризационного 2 оптического компенсатора 8, будет иметь циркулярную поляризацию. Это приведет к тому, что при повороте поляризатора 9, играющего роль анализатора, вокруг оси, совпадающей с осью светового пучка, интенсивность светового пучка, выходящего из поляризатора 9, изменяться не будет. В этом случае поляризационный оптический компенсатор 8 становится поляризационным оптическим компенсатором в виде четвертьволновой пластинки. Если же интенсивность светового пучка изменяется, то это свидетельствует о том, что. В этом случае необходимо увеличить силу давления на пластину 1 и вновь про 2 верить световой пучок, выходящий из поляризационного оптического компенсатора 8, на циркулярность его поляризации. Эти действия повторяем до получения на выходе поляризационного оптического компенсатора 8 светового пучка с циркулярной поляризацией,что будет свидетельствовать о том, что мы добились необходимого значения , при котором, а наша сжатая пластина из оргстекла стала пластинкой в четверть длины 2 волны. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3