Способ получения циркулярно поляризованного света

Способ получения циркулярно поляризованного света

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оптике и может быть использовано в различных областях техники, использующих циркулярно поляризованный свет. Цель изобретения - упрощение перестройки на нужное направление циркулярной поляризации. Сущность способа поясняется следующим. Угловая зависимость оптического пропускания интерферометра Фабри-Перо для монохроматического света представляет собой последовательность максимумов возрастанлцей частоты. При наличии магнитного поля, параллельного световому пучку, коэффициенты преломления в .магнитноактивном веществе для света левой б и правой б поляризаций становятся различными (эффект Фарадея). Вследствие этого картина для света левой циркулярной поляризации смещается по углам в одну сторону, а для света правой циркулярной поляризации - в другую, что приводит к распаду каждого из интерференционных максимумов на два, соответствующих (j и б поляризациям. При установке угла падения соответствующего максимуму пропускания для света б поляризации, после прохождения через интерферометр неполяризованного света компонента d поляризации ослабляется, а компонента ь поляризации проходит практически без ослабления, чем и достигается ее выделение. Знак получаемой циркулярной поляризации при данном об (угол падения света на интерферометр ) определяется константой магнитооптической активности материала и относительным направлением магнитного поля и светового пучка.. 2 ил. с о (Л N) со О5 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 G 02 F 1/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3763659/24-25 (22) 15.05.84 (46) 07.06.86. Вюл. 11{ 21 (7!) Ленинградский ордена Ленина .политехнический институт им. М.И. Калинина (72) А.В. Штурбин и В.А. Шалыгин (53) 535.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 145366, кл.-0 02 В 5/30, 1962.

Зайдель А.Н. и др. Техника и практика спектроскопии. М.: Наука, 1976, с. 194. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИРКУЛЯРНО

ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА (57) Изобретение относится к оптике и может быть использовано в различных областях техники, использующих циркулярно поляризованный свет. Цель изобретения — упрощение перестройки на нужное направление циркулярной поляризации. Сущность способа пояс— няется следующим. Угловая зависимость оптического пропускания интер ферометра Фабри-Перо для монохроматического света представляет собой последовательность максимумов возрастающей частоты. При наличии магнит„„Я0„„1236413 А1 ного поля, параллельного световому пучку, коэффициенты преломления в .магнитноактивном веществе для света левой G и правой 6+ поляризаций становятся различными (эффект Фарадея).

Вследствие этого картина для света левой циркулярной поляризации смещается по углам в одну сторону, а для света правой циркулярной поляризации — в другую, что приводит к распаду каждого из интерференционных максимумов на два, соответствующих 6{, и G поляризациям. При установке угла падения, соответствующего максимуму пропускания для света Q поляризации, после прохождения через интерферометр неполяризованного света компонента б поляризации ослабляется, а компонента „ поляризации проходит практически без ослабления, чем и достигается ее выделение. Знак получаемой циркулярной поляризации при данном { (угол падения света на интерферометр) определяется константой магнитооптической активности материала и относительным направлением магнитного поля и светового пучка, 2 ил.

12364

Изобретение относится к оптике и может найти применение в различных областях науки и техники, использу— ющих циркулярно поляризованный свет, в частности в химии, физике, биофизике.

Цель изобретения — упрощение перестройки на нужное направление циркулярной поляризации.

Сущность способа поясняется сле- 10 дующим. угловая зависимость оптического пропускания интерферометра

Фабри-Перо для монохроматического света представляет собой последовательность максимумов возрастающей 15 частоты, которая изображена (фиг. 1) сплошной линией (Ы вЂ” угол падения света на интерферометр, совпадающий с углом поворота интерферометра относительно оси, перпендикулярной 2п световому пучку). На фиг. 1 изображен частный случай, когда рабочая длина волны такова, что нормальному падению света на интерферометр (с =- О) соответствует максимум про- 25 пускания последнего.

В отсутствие магнитного поля эта зависимость одна и та же для света любой пОляризации. При наличии магнитного поля, параллельного световому пучку, коэффициенты преломления в магнитоактивном веществе для света левой (б ) и правой (б, ) поляризаций становятся различными, (эффект

Фарадея ) .

n(G) =n — аn п(б+) = па + el nъ где и — коэффициент преломления в отсутствие магнитного поля.

Величина 6п может быть как положительной, так и отрицательной. Ее знак определяется знаком константы магнитнооптической активности данного вещества.

Вследствие различия коэффициентов преломления n(б ) и п(6, ), картина для света левой циркулярной поляризации смещается по углам в

50 одну сторону, а для света правой циркулярной поляризации — в другую, что приводит к распаду каждого из интерференционных максимумов на,цва, соответствующих б„ и б поляризациям. Эта ситуация изображена на фиг. 1 пунктирными линиями.

Если повернуть интерферометр в положение сс,, соответствующее мак13 2 симуму пропускания для света б поляризации, то при прохождении через интерферометр неполяризованного света компонента б поляризации ослабляется, а компонента G+ поляризации проходит практически без ослабления. В результате на выходе из интерферометра отношение интенсивности света 5 поляризации к интенсивности света б поляризации станет больше единицы и описывается выражением — — ) +(1) Sin 28 (2) л окс где 1) =- — контрастность интерфе".мин рометра; — фарадеевский поворот при однократном прохождении светового пучка через интерферометр.

При д =- 45 степень циркулярной поляризации достигает максимума, при1(} чем отношение -- — — становится рав; (З:) ным контрастности и интерферометра °

На фиг. 2 показана зависимость г(б, }

Д3:)

-7- — для угла поворота М = сс. от й1 величины угла фарадеевского ITQBopo та 8 для различных контрастностей интерферометра.

Видно, что использование интерферометра с большой контрастностью позволяет поЛучить высокую степень циркулярной поляризации. Знак получаемой циркулярной поляризации при данном угловом положении интерферометра однозначно определяется знаком константы магйитооптической активности использованногo материала и относительным направлением магнитLoгО поля и cHeToBoI О пучка °

Пример. Рассмотрим способ получения циркулярно поляризованного света с длиной волны I = 3,39 мкм (Hp — Ие — лазер). Из магнитоопти— ческих материалов достаточно прозрачным на этой длине волны является гранат У,1, 17е,, О,, коэффициент прелом.пения которого п = 2,2. Если из этого материала изготовить интерферометр толщиной L = 0,8999 мм, то для h =- 3.39 мкм при нормальном падении светового пучка (K = О) он имеет максимум пропускания для любой поляризации. В магнитном поле

И = 2000 Э намагниченность граната

1236,т(б+ ) — — — 101

J(d ) 1 м, =агсз111 (—

hl 2

Y Fez 0„, достигает насыщЕния,, при этом фарадеевский поворот на единицу длины характеризуется величиной

8 град/см (= 3,39 мкм). При

L 0,8999 мм 9 = 7,83 и, как поа 5 клзывает расчет, интерференционный максимум для б поляризации сместится по углу в положение о = 0,8 (этому положению соответствует максимум суммы интенсивностей обеих циркулярных поляризаций). При развороте интерферометра в положение я=

= 0,8 отношение интенсивностей света G+ и G» поляризации имеет величину

z(d, ) (б ) — +(II — 1) Sin 28..

Контрастность данного интерферометра 2п при коэффициенте отражения граней

r = 0,95 имеет величину = 1,37.10 т.е. на выходе из интерферометра свет поляризован по правому кругу в достаточно высокой степени: 25

413 4

Формула изобретения

Способ получения циркулярно поляризованного света для различных длин волн, основанный на пропускании светового пучка через поляризующее устройство, изменении направления циркулярной поляризации, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения перестройки на нужное направление циркулярной поляризации, световой пучок пропускают через интерферометр Фабри.-Перо, изготовленный из магнитоактивного вещества, внутри интерферометра с помощью внешнего источника создают постоянное магнитное поле, направленное вдоль светового пучка, поворачивают интерферометр вокруг оси, перпендикулярной световому пучку, в такое по ложение, чтобы угол между нормалью к отражающим граням интерферометра и направлением светового пучка составил величину т.е. свет окажется поляризован по левому кругу (в той же степени).

4О

Если. оставить интерферометр в

C положение и = 12, но создать магнитное поле обратной полярности (Н = -2000 Э), то на выходе из интерферометра соотношение интенсивностей б и б- поляризаций изменится на обратное: 35 где — длина волны света в »куум6. толщина интерферометра;

n — коэффициент преломления маг0 нитоактивного вещества в отсутствие магнитного поля;

dn — обусловленная магнитным полем добавка к коэффициенту преломления;

en — целая часть числа, а для изменения направления циркулярной поляризации меняют направление магнитного поля.

1236413

rooo

Составитель В. Яковлев

Техред И.Моргентал

Редактор 8. Тупица

Корректор М. Поко

Заказ 3086/48

Тираж 501

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4