ワイヤーグリッド偏光子

ほぼすべての検出器は偏光感度を示すため、入射光の偏光への依存性を排除し、精度を向上させるために、検出器の前に偏光解消器を配置する必要があります。偏光解消の原理は、もともと特定の偏光方向のみを持つ光を、さまざまなランダムな偏光方向を含む混合状態に変換することで、偏光特性を排除することです。偏光解消を実現するには、「時間」、「空間」、「波長」の観点から偏光状態を変化させる3つの方法があります。 複屈折結晶偏光解消器は、その「ビーム分割特性」を利用して、空間における偏光の整列を完全に乱し、偏光解消、すなわち偏光を非偏光に変換する。偏光を「除去」するのではなく、「中和」するのだ。その基本原理は単純明快である。元々一方向性であった偏光を、様々な方向を持つ無数のビームに分割し、それらを混合することで、方向が定まらないように見える光を作り出すのである。 1、 多色光偏光解消器 リオ偏光解消器は、典型的な多色光（白色光）偏光解消器であり、単板型と二板型があります。単板型多色偏光解消器は、入射偏光の振動面が光軸と45°の角度をなすときに最適な偏光解消性能を発揮します。二板型偏光解消器は、入射光の偏光面に依存しないため、より実用的です。その構造を図1に示します。この偏光解消器は、厚さ比が2:1の2つの複屈折結晶で構成されており、それぞれの光軸は互いに45°の角度で配置されています。全体は、2枚の結晶板を光学接着剤で接合または封止することによって作製されます。その動作原理は、異なる波長の入射光が複屈折素子を通過した後に異なる位相遅延を受けることで、楕円率が変化する楕円偏光が生じるというものです。最終的な出力ビームは、異なる楕円率の偏光がランダムに組み合わさったものとなり、偏光解消が実現されます。     図1 リオット偏光解消器   リオ偏光解消器は優れた互換性を持ち、様々な光源に対応できるため、ジャイロスコープや光センシングなどの用途において大きな実用的価値を発揮します。しかしながら、この偏光解消器にはいくつかの制約があります。広範囲の入射光スペクトル条件下でのみ有効であり、単色光に対しては最適な偏光解消性能を発揮しません。リオ偏光解消器の偏光解消効率は、動作波長、材質、光軸角度、およびプリズムウェッジ角度に依存します。   2．単色光偏光解消器   多色光偏光解消器と比較して、単色光偏光解消器は、多色光の偏光解消においても一般的に優れた性能を発揮するため、ある意味でより幅広い用途があります。単一の四分の一波長板は擬似偏光解消器として機能します。準平面偏光単色光の場合、強度測定のみに使用すると、その性能は非常に良好です。光検出器の偏光感度による誤差を効果的に軽減し、テスト結果の信頼性を確保します。最も一般的な単色光偏光解消器は、図2に示すようなくさび形偏光解消器です。 図2 単一の光学ウェッジ型偏光解消器 入射光が偏光解消器を通過すると、O光とE光に分かれます。結晶内を伝搬する速度が異なるため、2つの光ビームは様々な出射位置で明確な位相差を示します。位相は結晶の厚さの変化に応じて変化します。放出された光は、図3に示すように、直線偏光、楕円偏光、円偏光の状態間で周期的な遷移を起こします。偏光解消器から出る光と自然光の主な違いは、その偏光状態にあります。前者はどの出射位置でも一定の偏光状態を維持するのに対し、後者は異なる位置でランダムな偏光状態を示します。 図3：位置の関数としての放出光の偏光状態の軌跡 この偏光解消器の欠点も同様に明らかです。まず、光学ウェッジ角は十分に小さくなければなりません。そうでなければ、ビームの発散と偏向を引き起こします。動作中、偏光解消装置と受光装置間の距離は、性能を損なうため、過度に大きくしてはなりません。次に、入射光が垂直であり、その偏光面が偏光解消器の光軸と45度の角度をなす場合にのみ、直線偏光の有効な偏光解消が実現できます。これらの制約は、ユニット構造の偏光解消装置の欠点を浮き彫りにします。 多色偏光解消器と単色偏光解消器の構造的な違いは、位相遅延計算式における異なる変数に対応します。位相遅延δは、次の式を用いて計算されます。 ここで、λは入射光の波長、n₀は光oの屈折率、nₐは光eの屈折率、dは複屈折結晶の厚さを表します。多色光偏光解消器は、厚さdが一定の平行板構造を特徴としています。多色光は異なるスペクトル帯域の波長を含むため、それらの波長（λ₁、λ₂、...、λₙ）が変化し、明確な位相差が生じます。一方、単色入射光用に設計された単色光偏光解消器は、厚さ（d₁、d₂、...、dₙ）が異なる複屈折材料を使用することで、出射面上の異なる位置にあるo偏光成分とe偏光成分が明確な位相差を示すようにし、くさび形加工を可能にします。   3．円形丸め検出器 円偏光複屈折や二色性現象を研究する際には、円偏光を脱偏光する必要があることが多い。最も直接的な方法は、まず四分の一波長板を用いて円偏光を直線偏光に変換し、次にその単色直線偏光を脱偏光することである。