15. Двойное лучепреломление. Поляризационные устройства. Интерференция поляризованного света.
Двойное лучепреломление — эффект расщепления в анизотропных средах луча света на две составляющие. Если луч света падает перпендикулярно к поверхности кристалла, то на этой поверхности он расщепляется на два луча. Первый луч продолжает распространяться прямо, и называется обыкновенным, второй же отклоняется в сторону, нарушая обычный закон преломления света, и называется необыкновенным.
Поляризационные приборы - оптич. приборы для обнаружения, анализа, получения и преобразования поляризов. оптич. излучения, а также для разл. исследований и измерений, использующих явление поляризации света. К простейшим устройствам для получения и преобразования поляризов. света относятся поляризаторы (П.), фазовые пластинки (ФП), оптич. компенсаторы, деполяризаторы, оптич. стопы и др.
Поляризация света с помощью двупреломляющего кристалла: направления электрических колебаний указаны стрелками (колебания в плоскости рисунка) и точками (перпендикулярно плоскости рисунка); о и е - обыкновенный и необыкновенный лучи.
Этот способ применяется для поляризации узконаправленных пучков малого сечения (напр., излучение лазера) и требует использования материалов с высоким двупреломленнем (типа исландского шпата). Более совершенными П., основанными на явлении двойного лучепреломления, служат поляризационные призмы (ПП), проходя через к-рые две поляризац. компоненты светового луча в общем случае не сохраняют направления распространения, отклоняясь на разл. углы. В однолучевых ПП одна из компонент луча испытывает полное внутреннее отражение на наклонной границе раздела составных частей призмы и обычно гасится её чернёной поверхностью. Вторая поляризац. компонента проходит через призму без изменения направления распространения. Двулучевые ППрасщепляют исходный световой пучок на два линейно поляризованных, распространяющихся в разл. направлениях. ПП характеризуются широким спектральным диапазоном рабочих частот, высокой поляризующей способностью и лучевой прочностью.
Явления интерференции поляризованных лучей исследовались в классических опытах Френеля и Арго (1816 г.), доказавших поперечность световых колебаний. Суть их в зависимости результата интерференции от угла между плоскостями световых колебаний: полосы наиболее контрастны при параллельных плоскостях и исчезают, если волны поляризованы ортогонально. Трудность получения интерференции поляризованных волн состоит в том, что при наложении двух когерентных лучей, поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях, никакой интерференционной картины с максимумами и минимумами интенсивности получиться не может. Интерференция возникает только в том случае, если колебания во взаимодействующих лучах совершаются вдоль одного и того же направления. Колебания в двух лучах, первоначально поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях, можно свести в одну плоскость, пропустив эти лучи через поляризующую кристаллическую пластинку.