Polarizacin en el ptico Unidad N 1 Introduccin

Polarización en el óptico Unidad Nº 1

Introducción • Radiación electromagnética: vibración perpendicular a la dirección de propagación. • Polarización: relación entre fase y amplitud.

Introducción • Luz polarizada: campo eléctrico predecible respecto de la dirección de propagación. Anisotropía, asimetría, estructura de la fuente o el medio. • Luz no polarizada: impredecible, aleatorio.

Polarización lineal • Campo eléctrico en el tiempo (azul) • Componentes ortogonales (rojo, verde) • Trazo del campo eléctrico (púrpura)

Polarización lineal Onda monocromática: campo eléctrico con orientación constante e intensidad variable sinusoidalmente. Onda de amplitud y frecuencia constantes. Onda cuasimonocromática: su amplitud y fase varían lentamente. Radiación policromática: no hay una sola frecuencia, amplitud o fase, solo orientación del campo eléctrico.

Polarización circular • Campo eléctrico en el tiempo (azul) • Componentes ortogonales (rojo, verde) • Trazo del campo eléctrico (púrpura)

Polarización circular Onda monocromática: ondas linealmente polarizadas con igual amplitud y diferencia de fase de +/-90º. Campo eléctrico de magnitud constante y movimiento uniforme. Onda cuasimonocromática: variaciones de amplitud y velocidad circular. Radiación policromática: superposición de ondas cuasimonocromáticas de frecuencias diferentes pero polarizadas de igual manera.

Polarización elíptica • Campo eléctrico en el tiempo (azul) • Componentes ortogonales (rojo, verde) • Trazo del campo eléctrico (púrpura)

Polarización elíptica Parámetros: orientación, razón de ejes y sentido de rotación. Onda monocromática: suma de componentes polarizadas con diferencia de fase. Radiación cuasimonocromática: variación lenta del tamaño de la elipse y del vector campo eléctrico en ella. Radiación policromática: suma de componentes cuasimonocromáticas con igual polarización elíptica.

Polarización por absorción • Cristales: eje de transmisión

Polarización por reflexión • Plano de incidencia

Polarización por birrefringencia • Anisotropía • Eje óptico • Rayos ordinario y extraordinario

Parámetros de Stokes Denotan energía radiante por unidad de tiempo; intervalo de frecuencia; unidad de área por ángulo sólido. Relación con la amplitud de vibración del campo eléctrico. Ángulo de polarización. Razón de ejes.

Polarización 100% lineal • sen(β)=0 o cos(β)=0 → sen(2β)=0 → V=0 • Q=a²cos(2χ), U=a²sen(2χ) → (Q, U) • Q² + U² + V² = I²

Polarización 100% circular • sen(β)=±cos(β) o sen(2β)=± 1 → Q=U=0 • |V|=a²=I • Q² + U² + V² = I²

Polarización 100% elíptica • Q, U, V ≠ 0 • Q² + U² + V² = I²

Matrices de polarización Acción del medio sobre polarización de radiación. Mueller: transformación de parámetros de Stokes.

Radiación atravesando medios a y b

Lámina de 1/4 onda • Retardo • Ejemplo: campo eléctrico a 45º del eje óptico • Rotación del vector campo eléctrico: polarización circular

Lámina de ½ onda • Retardo • Ejemplo: campo eléctrico a 45º del eje óptico • Giro de la dirección de polarización

Depolarizadores • Calibración de equipamiento • Estabilización de respuestas por parte de componentes sensibles a la polarización • En promedio sobre longitud de onda, tiempo, tamaño de señal, ángulo de posición o combinación de ellos, la polarización de entrada debe ser destruida:

Prismas polarizadores: Nicol • Ángulo de incidencia sobre la unión: un solo rayo reflejado

Prismas polarizadores: Wollaston • Calcita, ejes ópticos perpendiculares • Separación en dos haces según ángulo de corte y longitud de onda

Prismas polarizadores: Glan. Thompson • Calcita, pegamento óptico. • Reflexión total de un solo rayo