双折射滤光器

双折射滤光器
双折射滤光器,由双折射晶体构成的、利用偏振光的干涉作用得到充满视场的单色光的仪器。又称偏振干涉滤光器或李奥滤光器,是李奥和奥曼分别于1933年和1938年独立发明的。主要用于太阳的单色光观测,最常用的双折射滤光器,其透射带半宽在0.1~1埃之间。大多数的工作波长为6563埃。

正文

偏振光进入光轴平行于通光表面的双折射晶片后,分成振动方向垂直于晶轴的寻常光和平行于晶轴的非常光。出射时,它们之间具有以波长λ为单位的光程差n=μd/λ。这里d为晶片厚度,μ是双折射率,即寻常光与非常光折射率之差。若再通过一偏振片,两束光就发生干涉。当偏振片的偏振轴平行于入射光的振动方向,且同晶轴成45°时,透射光强度为:τ=cos2为整数时,τ有极大值;而当为半整数时,τ为零。因此,若入射光是白光,便得到明暗相间的透过带。透射率曲线如图1a。图1b和图1c是厚度为2d和4d的晶片与偏振片组合后的透射率曲线。若偏振光相继通过以上三个组合,便得到如图1d所示的相隔较远的狭窄的透射带。将这样的组合增加到足够多(其中每块晶片的厚度都是它前面晶体厚度的 2倍)时,可得到足够窄的透射带。带两旁第一个零点之间的波长间隔与最厚一级的相同,透射带极大值之间的波长间隔与最薄一级的相同。这种组合称为李奥Ⅰ型简单级滤光器。图 2是其中三个级的组合。
埃文斯提出将简单滤光器的一个级分成厚度相等的两半。中间夹入另一级,一起放在两正交偏振片之间,如图3所示,图中短线表示晶轴或偏振轴的方向。透过这种组合的光强度为:
其中np和nj分别为中间级和分开级的光程差。这种形式称为分开级滤光器。由于两偏振片之间放了两级晶体,所以可比简单滤光器省掉约一半数量偏振片,使透射率大为提高。