透射比

透射系数

透射比又叫做“透射系数”。是指透射光通量与入射光通量之比。其值取决于入射光方向、材料的分子结构与厚度等问题。

简介

随着入射和接收光方式的不同，透射比的测量可分为透射比、定向透射比、漫射透射比等。在菲涅耳公式、相位匹配条件和多光束干涉理论的基础上，将晶体偏光棱镜的各参量表示为合理的几何模型，得出了光强透射比随空间入射角的变化关系，并设计了验证光强透射比的实验，实验结果和理论推导相一致。结果表明：胶合层间的多光束干涉对棱镜光强透射比的影响不可忽略，对于空气隙型偏光棱镜，由于空气隙间多光束干涉的影响，光强透射比随任意角度变化较大，而用胶合介质胶合的棱镜，其透射比对空间入射角不是很敏感。

晶体偏光棱镜光强透射比研究

晶体偏光棱镜以其消光比好 ,抗光损伤阈值高等优点 ,在光纤通讯、激光调制、光信息处理、生物组织研究以及其他许多领域得到了广泛的应用。最普遍采用的格兰型棱镜 ,按光轴与切割面的方位关系主要分为 :

1) 光轴与切割面平行结构类；

2) 光轴与入射端面法线和切割面法线所组成的平面平行结构类。

偏光棱镜的主要制作材料冰洲石晶体 ,在近红外和可见光范围内对光几乎无吸收 ,然而偏光棱镜的光强透射比因设计形式的不同差别很大 ,尤其是在斜入射时。作为棱镜的一个重要参量的偏光透射比 ,人们大都只考虑平面光波垂直入射棱镜的情况 ,而对于平面光波斜入射和会聚光束入射情况的探讨 ,现有的文献中报道非常少。

偏光棱镜的光强透射比理论

以入射端面的法线 n1 为界限,称切割面的法线 n2 与 n1 所组成的平面中含有切割斜面法线的半平面为 K 面;称系统光轴的方向n0与n1 所组成的平面中,含有入射光线的半平面为入射面 1 入射端面上的折射光波沿 n′方向 1 在偏光棱镜的视场角范围内入射的光束在任意方位角φ′(入射面绕 n1 轴顺时针转动到 K面所转过的角度) 面内入射时,入射端面和出射端面的光能反射比均可以按照正入射时进行计算。而在切割斜面上因入射角度要明显增大,能量反射比对入射角的变化较为敏感,但光波法线在此面上的方位角在 180°左右微小的范围内变化,可按方位角为 180°时的公式进行分析计算。入射光会在两切割面内发生多次的反射和透射,形成多光束干涉，并且由于棱镜切割面上光能反射比的不同使得光强透射比随入射角的变化发生了波动。

光强透射比实验及分析

由于在实验的过程中，所用的激光器输出的光均为部分偏振光和准线偏振光，很难获得自然光入射被测晶体，并且直接验证光强透射比随各参量之间的关系较为困难。为此 ,我们将实验与验证马吕斯定律的实验相结合 ,以线偏振光入射被测晶体。建立的光路 ,让激光依次通过起偏器、检偏器、光探测器和光信息处理系统。起偏器选用高消光比的Glan-Taylor 型棱镜 ,检偏镜是待测棱镜 ,检偏器在步进电机控制下旋转 ,步进角可调。系统数据的采集处理和步进电机的转动均由微机控制自动完成。以 n″待测棱镜旋转轴的方向 ,设 n″偏离 n1的角度为α, n′偏离 n″的角度为β, n1 与 n2 的夹角为 S ( S 亦称待测棱镜的结构角的大小)。从以上的理论和实验曲线看出 ,切割斜面间形成的多光束干涉对光强透射比的影响不可忽视。激光偏光棱镜对空间任意角度入射的光束光强透射比随各参量的连续变化均产生周期性的抖动，相同条件下，胶合型棱镜的光强透射比振荡的振幅较小，空气隙型偏光棱镜的振荡幅度较大。对于空气隙型偏光棱镜，此影响较大。对于胶合棱镜，光入射角、方位角、胶合层的厚度也会一定程度的影响其光强透射比，但这种影响比空气隙型设计的棱镜要小得多。只要胶合介质相同，光强透射比随方位角、入射角和厚度变化的周期都是相同的。同时我们也注意到，并非只要调整光束与入射端面完全垂直就可以得到最大的光强透射，在棱镜的胶合层厚度处于某些值时，输出光强也可能较小，在使用 Glan-Foucault

棱镜时尤其需要注意这一点。适当的调整棱镜入射光束的入射角和方位角可以得到大的透射比。但由于空气隙型偏光棱镜对入射角敏感，所以当平面光波入射时，可以适当调节入射角 ,使透射光达最大值。对于光强分布均匀的非平面光波入射时，透射比对入射角和方位角的敏感也将使出射光斑的均匀性受到很大影响，尤其是空气隙型偏光棱镜，胶合型偏光棱镜对出射光斑的影响则相对小得多，对出射光斑，光强可以看作是均匀分布的。

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