ชุดเลเซอร์ไฟเบอร์: การโพลาไรซ์ของแสงคืออะไร

เลเซอร์ไฟเบอร์ซีรีส์: คืออะไรการโพลาไรซ์ของแสง
แสงเป็นคลื่นตามขวาง และทิศทางการสั่นของเวกเตอร์สนามไฟฟ้าจะตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจาย การโพลาไรเซชันหมายถึงการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอของการสั่นตามทิศทางการแพร่กระจาย การที่เลเซอร์จะสามารถสร้างแสงโพลาไรซ์ได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับว่ามีกลไกภายในโพรงเรโซแนนซ์ที่จัดลำดับความสำคัญในการเลือกทิศทางการสั่นเฉพาะหรือไม่ (เช่น คุณลักษณะของตัวกลางเพิ่มกำลัง ส่วนประกอบภายใน หรือสนามแม่เหล็กภายนอก) คุณลักษณะของการโพลาไรซ์มีความสำคัญในด้านต่างๆ เช่น การตัดด้วยเลเซอร์และการแทรกสอด แต่ไม่มีผลในด้านแสงสว่างทั่วไป
1. การจำแนกประเภทสถานะโพลาไรเซชันทั่วไป
1.1 การโพลาไรซ์แบบสุ่ม (แสงธรรมชาติ): ทิศทางการสั่นสะเทียนกระจายแบบสุ่มในระนาบที่ตั้งฉากกับการแพร่กระจาย โดยไม่มีทิศทางที่แน่นอน เช่น แสงแดดและแสงจากหลอดไฟ
1.2 การโพลาไรซ์เชิงเส้น (การโพลาไรซ์ระนาบ): ทิศทางการสั่นจะคงที่อยู่ในระนาบเดียวกันเสมอ สามารถสร้างกลุ่มคลื่นโพลาไรซ์ตั้งฉากสองกลุ่มได้โดยการซ้อนทับเฟสของทั้งสองกลุ่มอย่างพร้อมเพรียงกัน
1.3 การโพลาไรซ์แบบวงกลม: ประกอบด้วยคลื่นโพลาไรซ์เชิงเส้นสองคลื่นที่ตั้งฉากกัน มีแอมพลิจูดเท่ากัน และมีเฟสต่างกัน 1/4 ของความยาวคลื่น (90°) ทิศทางการสั่นจะหมุนเป็นเกลียวไปตามทิศทางการแพร่กระจาย แบ่งออกเป็นการหมุนซ้ายและขวา สามารถสร้างได้โดยการปล่อยให้แสงโพลาไรซ์เชิงเส้นผ่านแผ่นควอเตอร์เวฟที่มุม 45°
1.4 การโพลาไรซ์แบบวงรี: ระหว่างเส้นตรงและวงกลม คลื่นตั้งฉากสองคลื่นจะมีแอมพลิจูดไม่เท่ากันหรือมีเฟสต่างกันไม่ถึง 90 องศา และวิถีการสั่นของคลื่นจะเป็นรูปวงรี
หมายเหตุ: เลเซอร์บางชนิดที่มี "การโพลาไรซ์แบบสุ่ม" ตามชื่อเรียกนั้น แท้จริงแล้วจะให้ "แสงโพลาไรซ์ที่เปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ" และสถานะการโพลาไรซ์จะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิและการเสียรูปทางกล
1.5 แบบจำลองทางกายภาพ: สถานะโพลาไรเซชันที่ซับซ้อนใดๆ สามารถแยกออกเป็นคลื่นโพลาไรซ์เชิงเส้นพื้นฐานสองคลื่นที่มีทิศทางการสั่นตั้งฉากกัน ซึ่งจะซ้อนทับกันโดยการปรับแอมพลิจูดและเฟส
2. การทดลองทางแสงแบบโพลาไรซ์อย่างง่าย
2.1 ปรากฏการณ์โพลาไรเซชันสามารถสังเกตได้ที่บ้านโดยใช้ฟิล์มโพลาไรซ์ กระจกแผ่นเรียบ และเทปใส:
2.2 การดับแสงขั้นพื้นฐาน: เมื่อแกนการส่งผ่านของแผ่นโพลาไรซ์สองแผ่นตั้งฉากกัน แสงจะถูกปิดกั้นโดยสมบูรณ์และขอบเขตการมองเห็นจะมืดลง
2.3 การทำให้ส่วนประกอบระดับกลางสว่างขึ้น: ใส่โพลาไรเซอร์ตัวที่สามระหว่างโพลาไรเซอร์สองตัวที่ตั้งฉากกัน แล้วหมุนมัน แสงก็จะสว่างขึ้นอีกครั้ง ตามกฎของมาริอุส
2.4 การแทรกสอดสีเนื่องจากคุณสมบัติการหักเหสองทิศทาง: นำเทปโปร่งใสที่มีทิศทางการยืดต่างกันมาติดบนกระจกและประกบไว้ระหว่างแผ่นโพลาไรซ์สองแผ่นที่ตั้งฉากกันเพื่อสังเกตการณ์ ทำให้เกิดแถบสีขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากคุณสมบัติการหักเหสองทิศทางของเทป ทำให้เกิดการหน่วงเฟสที่แตกต่างกัน การเสริมหรือลดทอนการแทรกสอดของแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกัน

แสงโพลาไรซ์โพลาไรเซชันเป็นสถานะทางแสงที่สำคัญในงานทดลองทางแสง และเลเซอร์ส่วนใหญ่สามารถสร้างแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นได้ แต่ก็มีเลเซอร์บางชนิดที่ไม่มีลักษณะเฉพาะของโพลาไรเซชันตามธรรมชาติ เลเซอร์ไดโอดเปล่งแสงจากขอบและเลเซอร์ที่มีหน้าต่างบริวสเตอร์หรือส่วนประกอบโพรงภายนอกจะสร้างแสงโพลาไรซ์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ความสามารถของเลเซอร์ในการสร้างแสงโพลาไรซ์ขึ้นอยู่กับว่ามีกลไกภายในโพรงเรโซแนนซ์ที่จัดลำดับความสำคัญของการเลือกทิศทางการสั่นสะเทือนเฉพาะหรือไม่ ซึ่งอาจเกิดจากปัจจัยต่างๆ เช่น คุณสมบัติทางแสงของตัวกลางขยายสัญญาณ ส่วนประกอบทางแสงภายในโพรง หรือสนามแม่เหล็กภายนอก ลักษณะเฉพาะของโพลาไรเซชันมีผลกระทบต่อการใช้งานที่แตกต่างกัน: มันมีความสำคัญอย่างยิ่งในการตัดด้วยเลเซอร์ การแทรกสอด และการสร้างภาพโฮโลแกรม แต่ไม่มีผลต่อการส่องสว่างหรือการชี้เลเซอร์ทั่วไป