聚合物偏振片和延迟片

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聚合物偏振片和延迟片

偏振片用于分析和产生特定的偏振态。下面是基于二向色聚合物薄膜的偏振光学的类型、组成、功能和应用的概述。这些光学器件具有很高的性价比，可用于大尺寸，并且是其他光学偏振片（如线栅、纳米颗粒、薄膜或晶体偏振片）的高度可定制的替代品。

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线性聚合物薄膜偏振片

线性聚合物薄膜偏振片（也称为偏振薄膜片材）由聚乙烯醇（PVA）片材组成，该片材在制造过程中被拉伸，然后用碘染色，以允许仅单一偏振取向的光透射（图1）。通过偏振片的所有其它方向的光都被拒绝（或者在二向色偏振片的情况下被吸收）。

图1：非偏振光通过薄膜偏振膜后呈线性偏振。

基于PVA的偏光膜被层压在两个光学透明的TAC三醋酸纤维素（TCA）片之间，以提高稳定性，防止环境影响，并便于处理。

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聚合物延迟薄膜

通常，延迟片由两种双折射材料制成。这两种材料在不同的轴上具有不同的折射率。在聚合物延迟膜的情况下，材料通常是聚乙烯醇（PVA）或另一种改性聚碳酸酯。通过拉伸聚合物薄膜获得材料的双折射。它们没有被染色，因此与单独的线性偏振膜相比，它们看起来是透明的。由此产生的两个轴被认为是“快”（非常）和“慢”（普通）。当光穿过延迟片时，沿慢轴传播的部分被延迟并发生相移。根据延迟片的设计，该偏移通常为四分之一波（λ/4）、半波（λ/2）或全波偏移（1λ）。

图2：通过线性偏振片和四分之一波长（λ/4）延迟片的非偏振光变为圆偏振光。

当线性偏振光通过半波（λ/2）延迟片时，它被旋转90°，使得垂直偏振光变为水平偏振光。延迟片应始终与偏振光一起使用。

表1：列出了所有聚合物延迟膜的延迟和功能，并具有560nm的设计波长。

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圆形聚合物偏振片

圆形聚合物偏振片（也称为圆形偏振膜）是通过将线性偏振膜和四分之一波长（λ/4）延迟膜组合而成的，其快轴精确对准45°。在遇到延迟片并经历相移之前，入射光首先被线性偏振片线性偏振，从而变成圆偏振（图2）。根据快轴，在+45或-45光处的对准将是左旋或右旋圆偏振。当圆偏振光从表面反射时，光的方向是相反的，这意味着左旋圆偏振光变成右旋圆偏振，反之亦然。这意味着反射回相同方向的相同圆偏振片的光将被完全阻挡（吸收）。这就是所谓的光学隔离，是一种用于消除显示器和屏幕的反射以及分离两个光通道以获得3D效果的技术（图3）。

图3：反射表面切换光的偏振方向，通常用于光学隔离技术。

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应用

二向色聚合物偏振片可用于广泛的应用，包括但不限于：

• 减少眩光的显示器附件

• LCD和TFT显示屏

• 光衰减

• 无眩光成像和照明，提高摄影和照片复制的对比度

• 玻璃和塑料工业中透明材料的应力分析

• 传感器和光障

• 用于研究光学各向异性材料的偏振显微镜和偏振测量法

• 3D投影和眼底镜检查中的立体图像分割

• 椭圆偏振法