偏振片选择指南

偏振是光的重要特征。偏振片是控制您的偏振，透射所需的偏振态，同时反射，吸收或偏离其余部分的关键光学元件。偏振片设计种类繁多，每种都有其优缺点。为了帮助您选择最适合您的偏振片，我们将讨论偏振片规格以及不同类型的偏振片设计。

偏振片特性

偏振片由一些关键参数定义，其中一些特定于偏振光学器件。最重要的特征是：消光比和偏振度：线性偏振片的偏振特性通常由偏振度或偏振效率P及其消光比ρp定义。遵循《光学手册》中给出的形式主义，偏振片的主要透射率是T1和T2。 T1是偏振片的最大透射率，并且在偏振片的轴平行于入射偏振光束的偏振平面时发生。 T2是偏振片的最小透射率，并且在偏振片的轴垂直于入射偏振光束的偏振平面时发生。

线性偏振片的消光性能通常表示为1 /ρp：1。此参数的范围从经济型片状偏振片的不到100：1到高质量双折射晶体偏振片的106：1不等。消光比通常随波长和入射角而变化，并且必须与给定应用的其他因素一起评估，例如成本，尺寸和偏振透射率。

透射率：

该值是指在偏振轴方向上线性偏振的光的透射率，或者是指通过偏振片的非偏振光的透射率。平行透射是通过两个偏振片的偏振轴平行排列的非偏振光的透射，而交叉透射是通过两个偏振片的偏振轴交叉的偏振片的非偏振光的透射。对于理想的偏振片，平行于偏振轴的线性偏振光的透射率为100％，平行透射率为50％，交叉透射率为0％。可以根据偏振简介中所述的马卢斯定律进行计算。

接受角：

接受角是与设计入射角的最大偏差，在该角度下，偏振片仍将在规格范围内工作。大多数偏光镜设计为可在0°或45°的入射角或布鲁斯特角下工作。接受角对于对准很重要，但在处理非准直光束时尤其重要。线栅和二向色偏振片的接收角最大，最大接收角几乎为90°。

构造：

偏光镜有多种形式和设计。薄膜偏振片是类似于滤光片的薄膜。偏振片分束器是与光束成一定角度放置的薄平板。偏振立方分光镜由两个直角棱镜组成，两个直角棱镜安装在斜边处。双折射偏振片由两个安装在一起的晶体棱镜组成，其中棱镜的角度由特定的偏振片设计确定。

通光孔径：

通光孔径通常是双折射偏振片的最大限制，因为光学纯晶体的可用性限制了这些偏振片的尺寸。二向色偏振片具有最大的可用净孔径，因为其制造适合更大尺寸。

光程长度：

光必须穿过偏振片的长度。对于色散，损伤阈值和空间限制很重要，光路长度在双折射偏振片中可能很重要，但在二向色偏振片中通常很短。

损伤阈值：

激光损伤阈值由所用材料以及偏振片设计确定，其中双折射偏振片通常具有最高损伤阈值。胶合通常是最容易受到激光损坏的元素，这就是为什么光学接触式分束器或空分双折射偏振片具有更高的损坏阈值的原因。

成本：

某些偏振片需要非常大且非常纯净的晶体，这很昂贵，而另一些偏振片则由拉伸塑料制成，因此更加经济。

选择指南：二向色偏振片

二向色偏振片可透射所需的偏振并吸收其余的偏振。这是通过偏振片中的各向异性来实现的。常见的例子是取向的聚合物分子和拉伸的纳米颗粒。从低成本的层压塑料偏振片到精密的高成本玻璃纳米粒子偏振片，这是一类广泛的偏振片。相对于其成本，大多数二向色偏振片具有良好的消光比。尽管在此方面玻璃二向色偏振片要优于塑料二向色偏振片，但是它们的破坏阈值和环境稳定性通常受到限制。二向色偏振片非常适合显微镜，成像和显示应用，当需要非常大的孔径时，它通常是唯一的选择。

图1：二向色偏振片吸收了不需要的偏振态

选择指南：薄膜偏振片

薄膜偏振片在薄膜技术的前提下工作。

选择指南：反射型偏振片

反射型偏振片透射所需的偏振并反射其余的偏振。他们要么使用线栅，布鲁斯特角，要么使用干涉效果。布鲁斯特角是根据菲涅耳方程式仅反射s偏振光的角度。因为p偏振光不被反射，而s偏振光被部分反射，所以透射光富含p偏振。

图2：反射型偏振片，可以用作立方分束器，平板分束器或薄膜，反射不需要的偏振态

选择指南：双折射偏振片

双折射偏振片可透射所需的偏振，并使其余的偏振。它们依赖于双折射晶体，其中光的折射率取决于其偏振。非垂直入射的非偏振光在进入晶体时将分成两个独立的光束，因为S偏振和P偏振光的折射会有所不同。大多数设计由两个连接的双折射棱镜组成，它们的连接角度和光轴的相对方向决定了偏振片的功能。因为这些偏振片需要光学纯的晶体，所以它们很昂贵，但是具有很高的激光损伤阈值，出色的消光比和宽波长范围。

图3：晶体偏振片，例如格兰-泰勒偏振片，利用其晶体材料的双折射特性，可以透射所需的偏振光并使其余的偏振光偏离

图4a：格兰泰勒偏振片

图4b：格兰激光偏振片

图4c：格兰汤普森偏振镜

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