请问偏振片一般是由什么材料做成的？

rmchen

我讲到的第一种偏光板，是在普通玻璃表面镀上偏振膜而成。而你讲的“偏振光栅”应当是指一种特殊的玻璃，不需镀膜，本身即可产生偏振。我猜想是一种通常叫做“偏振玻璃”的东西。我摘录两篇论文，也许能说明此问题。由文章介绍的内容来看，偏振玻璃和我介绍的第三种树脂偏光板应当在原理上相似，因为碘也能导电，而且通常是针状。

所谓偏振玻璃是将长粒状的金属胶粒以同一取向分散于玻璃基体中, 从而使其具有偏旋光性能的一种玻璃基复合材料。 产生偏振的原因是长粒状金属胶粒表面电子共振吸收, 使金属胶粒本征吸收带产生分裂的结果

----含银偏振玻璃的制备及光学性能， 光学学报1999年第5期


光学偏振玻璃的结构为在透明的玻璃基体上均匀分布着的细长棒状的银粒子。
S.D.Stookey 等人分析玻璃中金属粒子行为时将其视为电子气，而且它的平均自由程比大块金属晶体时的短。Kelly Jones 和Mark Taylor 等人把金属粒子的偏振行为归因于金属中传导电子的振荡吸收，即电子等离子振荡机制。当金属粒子呈细长棒状（长径尺寸达到一定值）时，平行于金属粒子长度方向振动的光子被金属粒子的电子等离子振荡吸收，将光能转化为热能；而垂直于金属粒子长度方向振动的光子无阻碍地通过，产生了光波的偏振。


----光学偏振玻璃的发展, 光学技术2002年3月

土豆

还不是的，我说的偏振光栅是在锯齿状的“闪耀光栅”的齿尖上镀金属，
形成等间距的金属细丝，由于当时的制作工艺所限，
金属丝的间距难以做的很小，所以是用在气体红外激光起偏上的，
转贴如下，其中的注释是我加上的：

“... 要做一个让光起偏的线栅则不那么容易，
试想光波波长是那样的小。线栅间距要与光波长相近，
即每毫米要排列上干根线栅，然而1960年还是制造出
一个难以置信的每毫米2160条线的线栅。
(注：现在一般的全息衍射光栅可以做到6000槽/毫米)
制造工艺是蒸发一束金原子或铝原子，以近掠入射角射到
一个以硫化锌或硒化淬为基底的闪耀光栅（注：横截面为锯齿形）上，光栅直径5cm。
此时金属积聚在光栅的每—一个台阶的边缘上（注：锯齿尖上）形成极细的“导线”，
如图2—48所示。它的宽度和间隔都小于一个波长。

  由于红外光波长较长，因此金属丝光栅常用于该波段作
偏振器。表2—5列出用硒化锌作基底，光栅间距1.67μm时，
不同入射波长下‘平行栅缝的光振动透射率T2和垂直栅缝
光振动的透射率T1以及透过光的偏振度P=(T1-T2)/(T1+T2)。

  由表2—5知，当波长λ比光栅栅距d大四倍时，
透过光的偏振度就比较高了。
显然对7μm至2lμm的入射红外光是一个良好的偏振器。
例如为使二氧化碳激光器输出的10.6μm红外光是线偏振光，
可在激光管内放置金属丝光栅。”

引自：
《光的偏振及其应用》龙槐生 张仲先等编著 , 第78页

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我问过不少人，都不清楚还有这种偏振光栅，
我开始也有些怀疑，后来买了两片400槽/mm的衍射光栅，
自己试了一下，发现也有一定起偏和检偏的作用，
当然对可见光的偏振度较低，
但用肉眼完全可以看出两光栅平行-垂直时的透光度有不同，

估计4000-6000槽/mm的全息光栅会有更明显的效果，
这里有很多专业搞光学的网友，还希望帮助证明一下，
或者买给我两片？不会很贵吧？

你现在还搞镀膜吗？我想镀几片玻璃不知可否？贵吗？
我在镜子上哈一口气，于是镜子表面就成了一个暂时的半透半反膜，
用激光小角度照在镜子上后，就在屏幕上产生了很多明暗圆环，
这对我的一些实验很有用，所以还希望能帮个忙？

clyfox

你可以去福州华科光电区询问一下，
那里的光学器件比较多。

土豆

多谢，
另外我又查了一下全息衍射光栅的情况，
一般常用的还是1200线/mm，

不过也有：
2400线/mm，
http://www.dbi.com.cn/yq/machines.asp?id=15

3600线/mm  HC7-2010型ICP光谱仪
http://www.midwest.com.cn/11.19.w.5.html

16000线/mm  A36-AAS vario(R)6FL 原子吸收光谱仪（德国）
http://www.midwest.com.cn/11.26.c7.htm
http://www.midwest.com.cn/11.26.c8.htm
http://www.midwest.com.cn/11.26.c9.htm
http://www.midwest.com.cn/11.26.c10.htm

不过看来这些都很贵了，
我本想用红外线的光电流来间接的观察低条数光栅的偏振度，
可是现在出售的红外发射管波长都是880或990nm的，
与可见光波长相差并不很多，再查查远红外，不是烤箱就是服装，
真没办法，应该有10-100微米的红外发射-接收管吧？

geyongbao

偏振片可以用蓝宝石加工而成，我公司就可以生产加工，如有兴趣请联系geyongbao@shcsso.com

土豆

希望知道蓝宝石偏振器的线数和价格，
另外想知道蓝宝石上是否镀有金属膜？


总算是找到了一点答案，见下面产品简介，
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***全息衍射光栅

自八十年代以来，相继研制出教学用卤化银全息光栅，光刻胶平面平面光栅、III型凹面光栅、凹面平常光栅，重铬酸明胶全息光栅。光刻胶全息光栅已成功地应用于单色仪、喇曼光谱仪、双单色仪、平场光谱仪之中。重铬酸明胶全息光栅具有衍射效率高的特点，在布喇格入射条件下，透射光栅的胶层衍射效率可达95%以上，可用于许多特殊场合。

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***全息偏振器件

全息偏振分束器的工作原理是建立在全息光栅对任意入射辐射的两正交偏振分量的衍射效率不同的基础之上的。对于振动方向垂直于入射面的TE波（s偏振）和振动方向平行于入射面的TM波（p偏振），它们的衍射效率通常随着入射角的变化而变化。当p偏振的振动方向与条纹面的夹角呈45度时，p偏振的衍射效率为零，如果此时的s偏振的衍射效率非常高（对反射全息s偏振的透过率可达10-6），透射光和衍射光都能得到很高的偏振度。

反射全息偏振分束器同时具有偏振和波长选择性，且偏振度和消光比均较高，所用材料价格低廉，制作工艺简单，质量轻，口径可以较大，可用于多种偏振光学的场合，如在一些场合可以替代渥拉斯顿棱镜和洛匈棱镜，应用于光通讯技术和磁光盘光学头中等。  

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***非均匀体全息光学元件的衍射偏振特性研究（江苏省厅级指导性项目）

本项目以重铬酸明胶体全息光学元件为主，研究非均匀分布位相型反射体光栅的反射衍射特性、反射偏振滤光特性，这些特性对该类元件的应用有非常重要的意义：（1）利用非均匀衍射特性可制作特殊性能的带阻滤光片，例如，激光全息防护镜，喇曼散射、荧光光谱研究用Notch滤光片,可调谐带通或带阻滤光片等。（2）非均匀分布位相型反射体光栅在大入射角入射时，同时具有偏振选择性和波长选择性，利用此特性可设计制作新型偏振滤光器件，如用于偏振成象光谱仪、偏振分束器件、光存储技术中的读写光学头等。因此，本项目的研究将为此类元件的应用打下基础。
http://www.suda.edu.cn/department/jgy/technology/element.html

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注：估计“光刻胶全息光栅”测量不出任何的“金属丝导电性”，
因为我的衍射光栅就是这家买的，我测量过了，
总之这里的全息光栅和衍射光栅都是用的“光刻胶暴光法”制作的，
估计只是缝间距不同？只是这里的全息光栅价格高了点，

可我以前怎么没有注意到“全息偏振器件”这一条呀？还是新加上的？
害我找了很久的依据，不过这个偏振理论倒是满新颖的？
（“全息偏振分束器的工作原理是建立在全息光栅对任意入射辐射的两正交偏振分量的衍射效率不同的基础之上的。”）
或者这种理论早就有了？我可没有见过，
“正交偏振分量的衍射效率”？听着怎么有点耳生呀？
有人知道是怎么回事吗？

土豆

既然在玻璃中加入“长粒状的金属胶粒”或
“细长棒状的银粒子”可以变成偏振玻璃，
那么是否只要是“细长棒状”的粒子都可以成为偏振材料呢？
可能是的，不论是不是细长金属粒子，
比如现在常用的液晶就是一种“细长棒状”的分子排列（Nematic液晶），
我把掌上游戏机的液晶显示器取下，它的结构是：
偏振膜-玻璃-液晶-玻璃-反射片，
去掉偏振膜和反射片，只剩下玻璃-液晶-玻璃，
可以看到透明度很高，但其实通过液晶的是偏振光，
这可以用取下的偏振膜来检偏，
平行时等于偏振膜的亮度，垂直时是深兰色的，

现在电脑液晶显示器的亮度与功耗是个矛盾，
一般偏振膜的光损失不小（30-50%），
如果能用两层或多层液晶，
就可以极大的提高显示器的亮度和对比度，

比如下面一段文章：
“由于1枚偏振片就使外部环境光的50%不能利用，所以开发无偏振片的明亮模式的要求更强烈。通过PDLC散射光的反射式彩色LCD，构造更简单，也实现了较高的明亮度（30%）和对比度（20）。还有利用液晶和液晶中分散的高分子，通过全息方法，形成反射式彩色显示的HPDLC技术，在这种方案中，控制制作的光学条件和单体的扩散是关键。使用胆甾相液晶，在0～20V间调节电压，使其在平面状态和焦锥状态转换， 可实现30%的反射率，并得到了无灰度反转的反射式辉度显示。无偏振片的另一方法是利用GH效应，为得到高明亮度，需要多液晶层结构，实现多液晶层间的薄膜隔离和取向是关键。99年SID 会议上，IBM发表了2层320ppi、4英寸TFT-LCD原型样机的试制结果，单色反射率达到60%，对比度为8：1，在SID 2000还将报道工艺上取得的新进展。”

摘自：《最新液晶显示技术追踪》
http://www.imcu.net/web/1doc/doc_view.asp?artid=33


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试想如果我们象书上那样一味的强调“金属细棒”粒子的导电作用，
又怎能理解非金属“棒状液晶分子”的偏振作用呢？
这里似乎有一个观念性的问题？

我认为其实偏振只是一种特殊的衍射，
当缝宽度a小于波长λ时，衍射条纹就几乎只剩下中间一条亮带了，
由衍射的“光栅公式”：
sinφ= ±Kλ/（a+b）

其中：K=0,1,2,3...
a是缝宽度，b是缝间距，
（如果300槽/mm，那么a+b=3.33微米）

可以看出：当λ=（a+b）时，即a=λ-b，
sinφ= ±K，
K=1时，次亮带衍射角φ=90度，
所以衍射条纹就只剩下K=0时的一条亮带了，
所以偏振（或说是达到一定偏振度）的条件是：
a＜λ-b，
即：只要能达到缝宽 a＜λ-b 的衍射光栅都能得到较高的偏振度，

检偏的道理也很简单，就是缝衍射变成了孔衍射，使得透光量锐减，
这一点可以这样验证：
用两个线数相同的全息光栅互相垂直检偏，记住大概的光通量，
然后用一块线数更高的全息光栅与前面的一块互相垂直检偏，
估计光通量的变化很小，因为此时光栅的线数不同，
成为一些“短缝衍射”，虽然缝宽减小，但是光通量基本不减少，
所以光栅检偏的重要条件之一是：线数相等，
此时的检偏效果最好，

另外不知道“衍射效率”是怎样定义的，应该与“衍射角”无关吧？
当次亮带衍射角较大时，好象就意义不大了吧？
只剩下缝或栅的光通量问题了？ 还请指点一下，

不过不论怎么说，电磁场的垂直分量恐怕谈不上衍射的问题吧？
这种解释似乎有些问题？


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另外，特殊衍射光栅与飞秒激光结合，还可以得到新的大容量记忆体：
摘自：《玻璃内部制成衍射光栅》
...

该研究小组还计划运用飞秒激光干涉技术开发
在1立方厘米的玻璃片上记录37万亿张立体影像的新技术，
并可用于开发可删除式大容量摄影照片存储器等。
（《科技日报》喜悦）
http://www.edu.cn/20010818/189047.shtml

最近一期的《自然》杂志也有报道：
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Nature 422: 6932
10 April 2003
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全息数据存储技术（Holographic data storage）

传统硬盘驱动器长期以来居支配地位，但全息数据存储已开始发展成
为一种实用的替代方法，我们也许很快就能将数据存储在一块一块的
光敏材料中。（News Feature）

hclo

云母                                 
                                                   
                                                               l

phey

请问不同的波长区段为什么对应不同的偏振片，具体结构上有什么区别？

what

不同波长的光布儒斯特角不同。具体可参加赵凯华的光学。

phey

[B]以下是引用[I]what[/I]在2005-11-17 13:43:00的发言：[/B][BR]不同波长的光布儒斯特角不同。具体可参加赵凯华的光学。

偏振片是用布儒斯特角的原理工作的吗？好像一般都是垂直入射的吧?

what

你问的哪种偏振片? 一种是玻璃做的偏光板，镀膜而成，需要倾斜使用，波段可任选，消光比1000:1左右，但通常只能工作于一个较窄的波段；一种是偏光棱镜，通常是格兰型的，由晶体切割胶合而成，消光比可达10000:1以上，且从紫外到红外可同时起偏，价格高；第三种是树脂薄膜做成的，通常是用聚乙烯醇薄膜拉长后浸碘制成的，工作波段是470-680nm之间，消光比不超过100:1，但价格便宜，LCD上用的就是这种片子，通常称“偏光片”。

我当时以为你问的是第一种，呵呵，那个是利用布儒斯特角做出来的。

至于后两种我也不是很清楚，大概是由于作用过程与波长有关吧。几乎所有的光学仪器都是与波长有关的，当然遮光板之类的除外。