Поляризационные призмы

Поляризационные призмы, один из классов призм оптических. П. п. служат линейными поляризаторами - с их помощью получают линейно поляризованное оптическое излучение (см. Поляризация света). Обычно П. п. состоят из 2 или более трёхгранных призм, по меньшей мере одна из которых вырезается из оптически анизотропного (см. Оптическая анизотропия) кристалла. Конструктивно П. п. выполняют так, что проходящее через них излучение должно преодолеть наклонную границу раздела 2 сред, на которой условия преломления света для компонент светового пучка, поляризованных в 2 взаимно перпендикулярных плоскостях, резко различаются. В частности, для одной из этих компонент на границе раздела могут выполняться условия полного внутреннего отражения, в результате чего через П. п. проходит лишь др. компонента. Таковы, например, широко распространённые П. п. Николя (часто называют просто николями, рис. 1) и Фуко (рис. 2), в которых пропускается необыкновенный луч е (см. Двойное лучепреломление, Кристаллооптика), а отсекается - поглощается или выводится в сторону - обыкновенный луч о. Подобные П. п. называют однолучевыми. Двухлучевые П. п. пропускают обе взаимно-перпендикулярно линейно поляризованные компоненты исходного пучка, пространственно разделяя их. Чаще всего П. п. изготовляют из исландского шпата СаСОз, прозрачного в диапазоне длин волн l = 0,2-2 мкм, и кристаллического кварца SiO₂, прозрачного при l= 0,185-3,5 мкм.

Трёхгранные призмы, из которых состоят однолучевые П. п., часто склеивают прозрачным веществом с преломления показателем (ПП) n, близким к среднему значению ПП обыкновенного (n_o) и необыкновенного (n_e) лучей. Клеющими веществами служат канадский бальзам, глицерин, касторовое и льняное масла и др. Во многих П. п. их части разделены не клеем, а воздушной прослойкой, что снижает потери на поглощение при высоких плотностях излучения и даёт ряд преимуществ при работе в ультрафиолетовой (УФ) области спектра. Используют также прослойки из плавленого кварца. Применяют П. п., в которых кристаллическая пластинка вклеена между двумя призмами из стекла, ПП которого близок к большему ПП кристалла (рис. 3). В таких П. п. проходит обыкновенный луч, а отражается необыкновенный. Для того чтобы один из лучей претерпевал на границе раздела (склейки) полное внутреннее отражение, выбираются определённые значения преломляющих углов трёхгранных призм и, как правило, определённые ориентации оптических осей кристаллов, из которых они вырезаны. Такое отражение происходит, если углы падения лучей на П. п. не превышают некоторых предельных углов I₁ и I₂ (см., например, рис. 4 - П. п. Глана - Томсона). Сумма l₁ + I₂ называется апертурой полной поляризации П. п.; её величина существенна при работе с П. п. в сходящихся пучках излучения.

В П. п. со скошенными гранями (Николя, Фуко и др.) проходящий луч испытывает параллельное смещение, поэтому при вращении призмы вокруг луча последний также вращается. От этого и некоторых иных недостатков таких П. п. свободны П. п. в форме прямоугольных параллелепипедов: Глана - Томсона, Глана (рис. 5), Глазебрука (рис. 6), Франка - Риттера (рис. 7) и пр.

Из двухлучевых П. п. наиболее распространены П. п. Рошона, Сенармона, Волластона и некоторые др. (рис. 8). Один из двух пропускаемых лучей в П. п. Рошона и Сенармона не меняет своего направления, другой (необыкновенный) отклоняется на угол q (его величина ~5-6?), сильно зависящий от длины волны света: q = (n₀ - n_e) tga, где a - преломляющий угол трёхгранных призм. П. п. Волластона даёт удвоенный угол расхождения лучей 2q (около 10?), причём при перпендикулярном падении отклонения лучей симметричны; эта П. п. применяется в поляризационных фотометрах, спектрофотометрах и поляриметрах. Угол а в П. п. из исландского шпата близок к 30?, из кристаллического кварца - к 60?.
Для П. п., как правило, характерны незначительная апертура полной поляризации, высокая стоимость и относительно большие размеры. Они требуют аккуратного обращения, но практически лишены хроматической аберрации, незаменимы при работе в УФ области спектра и в мощных потоках оптического излучения и позволяют получать однородно поляризованные пучки, степень поляризации которых лишь на ~10^-5 отличается от 1.
Лит. см. при ст. Поляризационные приборы, Поляризация света.
? В. С. Запасский.