20-мавзу: Поляризатцион қурилмалар. Эллиптик ва доиравий қутбланган ёруғликни олиш ва уни текшириш

Қутблагичлар, анализаторлар, компенсаторлар. Баъзи бир кристалларда, ҳусусан турмалинда, оддий ва ғайриоддий тўлқинларнинг ютиш коeффициентлари кескин фарқ қиладилар. Бу eса кристалл пластинканинг қалинлиги 1 мм атрофида бўлганда тўлқинларнинг биттасининг тўлиқ ютилишига, иккинчисининг эса, чизиқли қутбланган, тўлқиннинг чиқишига олиб келади. Шундай қилиб, турмалин пластинкаси ихтиёрий қутбланишли ёруғликдан ясси қутбланган компонентини ажратади, яъни ёруғлик қутблагичи сингари ишлайди. Кескин анизотропик ютилишга эга бўлган полимер моддийлар (масалан, йод билан тўйдирилган поливинил спирт) мавжуд ва улар поляроидларда ‑ ёруғлик дастасидан берилган йўналишда қутбланишнинг ясси қутбланган компонентини ажратувчи қурилмаларда ‑ кенг қўлланилади. Оддий ва ғайриоддий тўлқинлар учун анизотроп кристаллдаги синдириш кўрсаткичлари орасида фарқни, тўла ички қайтиш эффекти ҳисобига, бу тўлқинларни бўлиш учун ишлатиш мумкин, бунда ҳам ясси қутбланган ёруғлик олинади. Бу принципга кўплаб ҳар хил қутбланиш призмалари (Глан призмаси, Никол призмаси ва шунга ўхшашлар) иши асосланган.

Қутблагични ишлата туриб ясси қутбланган ёруғлик тўлкинининг йўналишини аниқлаш ва чизиқли қутбланиш фактини тасдиқлаш мумкин. Бунинг учун қутблагични ёруғлик дастаси ўкига нисбатан айлантирадилар ва ўтган ёруғликнинг интенсивлигининг ўзгаришларини кузатадилар. Агарда қутблагичнинг қандайдир бир ҳолатида ёруғлик тўлик у билан тутилса, бошланғич ёруғлик дастаси ясси қутбланган бўлади. Бунда қутбланиш йўналиши берилган ҳолатга қутблагич ўтказиш (ўқи) йўналишига ортогоналдир. Бунга ўхшаш экспериментларда қутблагич анализатор функциясини бажаради. Оддий тўлқин ‑"", ғайриоддий тўлқинлар ‑"" ҳарфи билан белгиланади.

Эллиптик қутбланган ёруғликнинг параметрларини ўлчаш учун компенсаторлар қўлланилади (17.15-расм). Бу қурилма эллиптик қутбланган ёруғликни ясси қутбланган ёруғликка айлантиради. Бундай қурилма анизотроп кристалнинг иккита бўлакчасидан иборат, уларнинг биттасининг бошқасига нисбатан ҳаракатланиши натижасида пластинка қалинлиги ўзгаради. Бундай қурилма пластинка қалинлигини силлиқ равишда ўзгартириш имконини беради ва демак, оддий ва ғайриоддий тўлқинлар орасидаги фазолар фарқи ни силлиқ ўзгартириш имконини беради. Солейл (17.15.а-расм) ва Бабине (17.15.б-расм) компенсаторлари бизга маълум. Расмда кўрастилган конфигурацияда Солейл компенсатори оддий ва ғайриоддий тўлқинлар орасида га тенг бўлган фазалар силжишини киритади. Фазалар силжишининг силлиқ равишда ўзгартирилиши компенсатор поналаридан биттасининг ҳаракати билан амалга оширилади. Расмда кўрастилган конфигурацияда Бабине компенсатори оддий ва ғайриоддий тўлқинлар орасида га тенг бўлган фазалар силжишини киритади. Фазалар силжишининг силлиқ равишда ўзгартирилиши ёруғлик дастасининг ёки компенсаторнинг кўндаланг йўналишда ҳаракати билан амалга оширилади

Ясси монохроматик ёруғлик тўлқини қутбланишининг таҳлили. Қуйидаги кўринишдаги ясси монохроматик ёруғлик тўлқинини қараймиз:

(17.12)

Юқорида қўрсатилгандек қутбланиши параметрлари ва векторларининг ориентацияси орқали аниқланади.

Ўлчаш қуйидагича амалга оширилади. Авваламбор компенсатор ва анализатор ёрдамида қаралаётган тўлқинни ясси қутбланган тўлқинга айлантирамиз. Компенсатор қовурғасининг бу ҳолатида ва векторларининг йўналиши берилади. Компенсатор ҳосил қилган фазалар фарқини ўлчаб, катталикни топамиз. Кейинчалик компенсатор ҳолатини ўзгартирмасдан, анализаторни - қутбланишни ўтказишга мослаймиз ва ўтган ёруғликнинг интенсивлиги ни ўлчаймиз. Кейин анализаторни 90⁰ га бураб, уни -қутбланишни ўтказишга мослаймиз ва ўлчанади. Бўлардан кейин қуйидагиларни топамиз:



Номонохроматик ёруғлик қутбланишини ўлчаш. Бундай тўлқинларнинг характеристикалари бўлиб ҳар хил ўртача қийматлар: интенсивлик, корреляция функцияси ва шунга ўхшашлар ҳисобланади.

17.16-rasm.

Ясси номонохроматик тўлқинни комплекс кўринишда ёзамиз. Қутбланиш параметрларини ўлчаш компенсатор ва анализатор ёрдамида амалга оширилади.

Аввало ёруғлик тўлқини майдоннинг ва ( ва ўклари компенсатор қовурғалари бўйлаб йўналган) компонентлари орасида фазовий силжиш киритувчи компенсатор орқали ўтказилади, кейин eса анализатор орқали ўтказилади. Анализаторнинг ўтиш йўналиши (ўқ) ўқ билан бурчакни ташкил eтади (17.16-расм). Анализаторнинг чиқишида

(17.13)

интенсивликка эга бўлган ясси қутбланган ёруғлик тўлқини вужудга келади. Бу ерда

(17.4)

ва < > вақт бўйича ўртачаланганлигини билдиради. Ёруғлик интенсивлиги ўлчовчи қурилма билан амалга оширилади. Бундай ўлчашлар ва параметрларнинг ҳар хил қийматлари учун амалга оширилади. ва параметрларини ўзгартириб, қуйидагича шаклда ёруғликнинг қутбланиш даражасини топиш мумкин:

(17.5)

Назорат учун саволлар

1. Қутбланган тўлқинлар суперпозицияси.

2. Эллиптик қутбланган ёруғликни олиш ва уни текшириш.

3. Қутбланган тўлқинлар интерференцияси.

4. Поляризацион асбоблар. Қутбловчи призмалар.

5. Николь призмаси.

6. Нурни иккига ажратиб синдирувчи призмалар.

7. Дихроик пластинкалар.

8. Поляроидлар.

9. Компенсаторлар.

10. Қутбланишни ўлчашнинг экспериментал методлари.