Четвертьволновая пластинка

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный университет имени А.С.Пушкина(72) Авторы Косарев Валерий Михайлович Супрунюк Анна Евтихиевна(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный университет имени А.С.Пушкина(57) Четвертьволновая пластинка, отличающаяся тем, что она изготовлена из прозрачной целлофановой пленки толщиной 100 мкм.(56) 1. Ландсберг Г.С. Оптика. - М. Наука, 1976. - 928 с. 2. Патент РБ 7924, МПК 02 5/30,09 23/06, 2012. 3. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Вып. . - М. Мир, 1965. - 238 с. Четвертьволновая пластинка предназначена для использования ее в учебном процессе высших учебных заведений в лабораторном практикуме по общей физике (раздел Оптика) при изучении темы Поляризованный свет, методы его получения и анализа. Существует аналог предлагаемой модели 1, с. 392. В нем четвертьволновую пластинку изготавливают из кристаллов слюды. Для превращения кристалла слюды в четвертьволновую пластинку необходимо 1, с. 390, чтобы на ее выходе разность фазобыкновенной и необыкновенной волн при двойном лучепреломлении равнялась 2 , где- целые числа, а разность хода равнялась, где- длина волны све 2 4 2 конкретной , определяемые природой кристалла), то для получения 2 при 2 90042013.02.28 ходилось подгонять величинупутем скалывания отдельных слоев слюдяного кристалла. Этот способ изготовления четвертьволновой пластинки имеет существенные недостатки. Во-первых, слюдяные кристаллы хорошего качества - большой дефицит. Во-вторых, получение необходимой толщиныпутем скалывания отдельных слоев слюды не позволяет получить достаточно точное значение . Существует еще один аналог предлагаемой модели 2. В нем используется явление двойного лучепреломления в пластинке из оргстекла при ее одностороннем сжатии путем приложения внешней силы. Степень возникающей искусственной анизотропии и, следовательно, двойного лучепреломления определяется величиной, которая пропорциональна возникающему в пластинке механическому напряжению, которое, в свою очередь,определяется приложенной силой. Таким образом, изменяя приложенную силу, можно добиться такого значения, при котором при фиксированныхивеличинаста нет равной . 2 И этот способ изготовления четвертьволновой пластинки имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что технически очень сложно получить равномерное механическое напряжение в пределах вертикального сечения пластинки больших размеров. Это приводит к тому, что получаемые таким способом четвертьволновые пластинки имеют размер рабочего поля, не превышающий 1010 мм 2. Задача, решаемая при создании данной полезной модели, заключается в создании четвертьволновой пластинки, не требующей дефицитных материалов, не имеющей ограничений в размерах рабочего поля, позволяющей технически несложным приемом добиться того, чтобы разность фазна выходе пластинки действительно составляла величину 2 с минимальной погрешностью. 2 В повседневной жизни широко используются целлофановые пленки. Целлофан состоит из длинных молекул-волокон, вытянутых преимущественно в одном направлении 3. Эта ориентационная упорядоченность и приводит к возникновению оптической анизотропии. Изготавливаемые для бытовых целей целлофановые пленки достаточно однородны по своим оптическим и геометрическим параметрам. По своим оптическим свойствам они похожи на пластинку, вырезанную из одноосного кристалла параллельно его оптической оси. Световой пучок линейно поляризованного света, попадая в такую пленку толщиной ,претерпевает двойное лучепреломление, разность фазобыкновенной и необыкновенной волн на выходе из пленки определяется формулой (1). Таким образом, подобрав прозрачную целлофановую пленку необходимой толщины , можно получить четвертьволновую пластинку для определенной длины волны света. Для выполнения изложенных выше требований получена четвертьволновая пластинка,отличающаяся тем, что она изготовлена из прозрачной целлофановой пленки толщиной 100 мкм. Пленка закреплена в круглой вращающейся оправе с градусными делениями. На фигуре изображена схема установки для проверки качества изготовленной четвертьволновой пластинки 1 - светодиод, 2 - собирающая линза, 3 и 5 - поляризаторы во вращающихся оправах с градусными делениями, 4 - четвертьволновая пластинка в круглой вращающейся оправе с градусными делениями. Чтобы убедиться в том, что наша четвертьволновая пластинка, изготовленная из целлофановой пленки толщиной 100 мкм, соответствует заданным требованиям, поступаем следующим образом. Берем два поляризатора 3 и 5, пропускаем через них параллельный световой пучок от синего светодиода 1 (461 нм), установленного в фокусе собирающей линзы 2. Вращая поляризатор 3 вокруг оси светового пучка, устанавливаем плоскость его поляризации вертикально. Вращая аналогичным образом поляризатор 5, играющий роль анализатора, устанавливаем его плоскость поляризации горизонтально. Свет через 2 90042013.02.28 оба поляризатора не проходит, поляризаторы скрещены. Помещаем между скрещенными поляризаторами изготовленную четвертьволновую пластинку 4. В общем случае на выходе поляризатора 5 появится свет. Это свидетельствует о том, что целлофановая пленка, из которой изготавливается четвертьволновая пластинка, анизотропна и превращает падающий на нее линейно поляризованный свет в эллиптически поляризованный. Определяем в целлофановой пленке направление оптической оси, вдоль которого поляризована необыкновенная волна, и перпендикулярное к оптической оси направление,вдоль которого поляризована обыкновенная волна, выходящие из пленки (эти направления называются главными). Для этого вращаем оправу с пленкой до тех пор, пока не исчезнет свет, выходящий из поляризатора 5. На градусной шкале оправы пленки смотрим,какой угол 1 совпадает с вертикалью. Линия, проведенная через деления углов 1 и 1180, даст одно главное направление пленки. Аналогичным образом находим ориентацию второго главного направления пленки 2. Очевидно, что 2190. Устанавливаем оправу с пленкой так, чтобы плоскость поляризации светового пучка,падающего на пленку, составляла угол в 45 относительно ее главных направлений. В этом случае интенсивность обыкновенной и необыкновенной волн, распространяющихся в пленке, одинаковы. Поворачивая поляризатор 5 вокруг оси, совпадающей с осью светового пучка, мы наблюдаем, что интенсивность света, выходящего из него, не изменяется. Это значит, что на выходе мы получили циркулярно поляризованный свет, из чего следует, что полученная нами четвертьволновая пластинка 4, изготовленная из прозрачной целлофановой пленки толщиной 100 мкм, соответствует заданным требованиям для длины волны света, равной 461 нм. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3