Жарық толқындарының поляризациясын өзгертетін оптикалық құрылғы – толқындық пластиналар (жартылай және ширек толқындық). Кварц, слюда сияқты материалдардан жасалады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Оптикалық поляризациялау құрылғысы
Optical polarization device
Толқын пластинасы немесе тежегіш – арқылы өтетін жарық толқынының поляризациялық күйін өзгертетін оптикалық құрылғы. Толқын пластиналарының екі кең таралған түрі – жарты толқындық пластина, ол сызықтық поляризацияланған жарықтың поляризация бағытын айналдырады, және төрттен бір толқындық пластина, ол әртүрлі эллипстік поляризациялар арасында түрлендіруді жүзеге асырады (мысалы, сызықтық поляризацияланған жарықты шеңберлік поляризацияланған жарыққа және керісінше түрлендірудің ерекше жағдайы). Толқын пластиналары екі өтімді материалдан (кварц немесе мика немесе тіпті пластик сияқты) жасалады, онда жарық сыну индексі екі белгілі перпендикуляр кристалл осьтерінің бірінде немесе екіншісінде сызықтық поляризацияланған жарық үшін әртүрлі болады. Толқын пластинасының қасиеттері (яғни, ол жарты толқындық пластина, төрттен бір толқындық пластина және т.б.) кристаллдың қалыңдығына, жарықтың толқын ұзындығына және сыну индексінің өзгеруіне байланысты. Осы параметрлердің арақатынасын дұрыс таңдау арқылы жарық толқынының екі поляризациялық компоненті арасында бақыланатын фазалық ығысуды енгізуге болады, осылайша оның поляризациясын өзгертуге болады. Толқын пластиналарының фазалық кідіруінің спектрлік жауабы дерлік тегіс болатындай етіп жасалуы мүмкін. Толқын пластиналарының, әсіресе сезімтал түстің (толық толқын) және төрттен бір толқындық пластиналардың, кеңінен қолданылатын саласы – оптикалық минералогия. Петрографиялық микроскоптың поляризаторлары арасына пластиналарды қосу тау жыныстарының жұқа кесінділеріндегі минералдарды оптикалық түрде анықтауды жеңілдетеді. Осының нәтижесінде бұл пластинаның басқаша атаулары пайда болды – сезімтал түсті пластина немесе (сирек) қызыл түсті пластина. Бұл пластиналар минералогияда тау жыныстарының жұқа кесінділеріндегі минералдарды анықтауға көмектесу үшін кеңінен қолданылады.
A waveplate or retarder is an optical device that alters the polarization state of a light wave travelling through it. Two common types of waveplates are the half wave plate, which rotates the polarization direction of linearly polarized light, and the quarter wave plate, which converts between different elliptical polarizations (such as the special case of converting from linearly polarized light to circularly polarized light and vice versa.) Waveplates are constructed out of a birefringent material (such as quartz or mica, or even plastic), for which the index of refraction is different for light linearly polarized along one or the other of two certain perpendicular crystal axes. The behavior of a waveplate (that is, whether it is a half wave plate, a quarter wave plate, etc.) depends on the thickness of the crystal, the wavelength of light, and the variation of the index of refraction. By appropriate choice of the relationship between these parameters, it is possible to introduce a controlled phase shift between the two polarization components of a light wave, thereby altering its polarization. can be manufactured such that the spectral response of its phase retardance can be nearly flat. A common use of waveplates—particularly the sensitive tint (full wave) and quarter wave plates—is in optical mineralogy. Addition of plates between the polarizers of a petrographic microscope makes the optical identification of minerals in thin sections of rocks easier, This gives rise to this plate's alternative names, the sensitive tint plate or (less commonly) red tint plate. These plates are widely used in mineralogy to aid in identification of minerals in thin sections of rocks.
Көп ретті және нөлдік ретті толқын пластиналары
Көп реттік толқын пластинасы – номиналды ретарданстың толық есесін тудыратын бір рет сыну кристаллынан жасалады (мысалы, көп реттік жарты толқын пластинасының абсолютті ретардансы 37λ/2 болуы мүмкін). Ал, нөлдік реттік толқын пластинасы нақты көрсетілген ретардансты тудырады. Бұл екі көп реттік толқын пластинасын біріктіру арқылы іске асырылады, олардың ретарданстарындағы айырмашылық толқын пластинасының жалғыз (шынайы) ретардансын береді. Нөлдік реттік толқын пластиналары температура мен толқын ұзындығының өзгеруіне азырақ сезімтал, бірақ көп реттік пластиналарға қарағанда қымбат. Поляризациялық сүзгілердің арасына әртүрлі реттік толқын пластиналарын тізбектеу Lyot сүзгісін құрайды. Сүзгілерді бұруға немесе толқын пластиналарын сұйық кристалдық қабаттармен алмастыруға болады, бұл оптикалық тарату спектрінде кеңінен реттелетін өткізу жолағын алуға мүмкіндік береді.
A multiple order waveplate is made from a single birefringent crystal that produces an integer multiple of the rated retardance (for example, a multiple order half wave plate may have an absolute retardance of 37λ/2). By contrast, a zero order waveplate produces exactly the specified retardance. This can be accomplished by combining two multiple order wave plates such that the difference in their retardances yields the net (true) retardance of the waveplate. Zero order waveplates are less sensitive to temperature and wavelength shifts, but are more expensive than multiple order ones. Stacking a series of different order waveplates with polarization filters between them yields a Lyot filter. Either the filters can be rotated, or the waveplates can be replaced with liquid crystal layers, to obtain a widely tunable pass band in optical transmission spectrum.
Минералогияда және оптикалық петрологияда қолдану
Сезімтал реңкті (толық толқынды) және тоқсан толқындық пластиналар оптикалық минералогия саласында кеңінен қолданылады. Петрографиялық микроскоптың поляризаторлары арасына пластиналарды қою, тау жыныстарының жұқа кесінділеріндегі минералдарды оптикалық тұрғыдан анықтауды жеңілдетеді, әсіресе кристаллдың көрінетін бөлімдеріндегі оптикалық көрсеткіштердің пішіні мен бағытын анықтауға мүмкіндік береді. Іс жүзінде, пластина тік поляризаторлар арасына 45 градус бұрышпен орналасады. Бұл микроскоптың бағыттағыштары астында минералды зерттеу үшін екі түрлі процедураны жүргізуге мүмкіндік береді. Біріншіден, қарапайым кроссполяризацияланған жарықта пластинаны кристаллдың созылуына қатысты оптикалық көрсеткіштің бағытын анықтау үшін қолдануға болады, яғни минерал "ұзындығы бойынша жай" немесе "ұзындығы бойынша жылдам" екенін – пластина қосылғанда көрінетін интерференциялық түстер бір ретке артады немесе кемиді, осыған қарай анықтауға болады. Екіншіден, сәл күрделі процедура реңкті пластинаны интерференциялық фигуралар әдістерімен бірге қолдануға мүмкіндік береді, бұл минералдың оптикалық бұрышын өлшеуге қолайлы. Оптикалық бұрыш (көбінесе "2V" деп белгіленеді) минералдың түрін анықтауға, сондай-ақ кейбір жағдайларда бір минерал түріндегі химиялық құрамның өзгеруі туралы мәліметтерді көрсетуге болады.
The sensitive tint (full wave) and quarter wave plates are widely used in the field of optical mineralogy. Addition of plates between the polarizers of a petrographic microscope makes easier the optical identification of minerals in thin sections of rocks, in particular by allowing deduction of the shape and orientation of the optical indicatrices within the visible crystal sections. In practical terms, the plate is inserted between the perpendicular polarizers at an angle of 45 degrees. This allows two different procedures to be carried out to investigate the mineral under the crosshairs of the microscope. Firstly, in ordinary cross polarized light, the plate can be used to distinguish the orientation of the optical indicatrix relative to crystal elongation – that is, whether the mineral is "length slow" or "length fast" – based on whether the visible interference colors increase or decrease by one order when the plate is added. Secondly, a slightly more complex procedure allows for a tint plate to be used in conjunction with interference figure techniques to allow measurement of the optic angle of the mineral. The optic angle (often notated as "2V") can both be diagnostic of mineral type, as well as in some cases revealing information about the variation of chemical composition within a single mineral type.