Un polarizador o polarizador es un filtro óptico que deja pasar las ondas de luz de una polarización específica mientras bloquea las ondas de luz de otras polarizaciones. [1] [2] [3] [4] Puede filtrar un haz de luz de polarización indefinida o mixta en un haz de polarización bien definida, conocido como luz polarizada . Los polarizadores se utilizan en muchas técnicas e instrumentos ópticos . Los polarizadores encuentran aplicaciones en fotografía y tecnología LCD . En fotografía, se puede utilizar un filtro polarizador para filtrar reflejos.
Los tipos más comunes de polarizadores son los polarizadores lineales y los polarizadores circulares. También se pueden fabricar polarizadores para otros tipos de ondas electromagnéticas además de la luz visible, como las ondas de radio , las microondas y los rayos X.
Los polarizadores lineales se pueden dividir en dos categorías generales: polarizadores absorbentes, donde los estados de polarización no deseados son absorbidos por el dispositivo, y polarizadores de división de haz, donde el haz no polarizado se divide en dos haces con estados de polarización opuestos. Los polarizadores que mantienen los mismos ejes de polarización con ángulos de incidencia variables [ aclaración necesaria ] a menudo se denominan [ cita requerida ] polarizadores cartesianos , ya que los vectores de polarización se pueden describir con coordenadas cartesianas simples (por ejemplo, horizontal vs. vertical) independientemente de la orientación de la superficie del polarizador. Cuando los dos estados de polarización son relativos a la dirección de una superficie (generalmente se encuentra con la reflexión de Fresnel), generalmente se denominan s y p . Esta distinción entre polarización cartesiana y s – p puede ser insignificante en muchos casos, pero se vuelve significativa para lograr un alto contraste y con amplias distribuciones angulares de la luz incidente.
Ciertos cristales , debido a los efectos descritos por la óptica de cristales , muestran dicroísmo , es decir, una absorción preferencial de la luz polarizada en direcciones particulares. Por lo tanto, pueden utilizarse como polarizadores lineales. El cristal más conocido de este tipo es la turmalina . Sin embargo, este cristal rara vez se utiliza como polarizador, ya que el efecto dicroico depende en gran medida de la longitud de onda y el cristal parece coloreado. La herapatita también es dicroica y no está muy coloreada, pero es difícil de cultivar en cristales grandes.
Un filtro polarizador Polaroid funciona de manera similar a escala atómica al polarizador de rejilla de alambre. Originalmente estaba hecho de cristales microscópicos de herapatita. Su forma actual de lámina H está hecha de plástico de alcohol polivinílico (PVA) con un dopaje de yodo . El estiramiento de la lámina durante la fabricación hace que las cadenas de PVA se alineen en una dirección particular. Los electrones de valencia del dopante de yodo pueden moverse linealmente a lo largo de las cadenas de polímero, pero no transversalmente a ellas. Por lo tanto, la luz incidente polarizada paralelamente a las cadenas es absorbida por la lámina; la luz polarizada perpendicularmente a las cadenas se transmite. La durabilidad y practicidad del Polaroid lo convierte en el tipo de polarizador más común en uso, por ejemplo, para gafas de sol , filtros fotográficos y pantallas de cristal líquido . También es mucho más barato que otros tipos de polarizador.
Un tipo moderno de polarizador absorbente está hecho de nanopartículas de plata alargadas incrustadas en placas de vidrio delgadas (≤0,5 mm). Estos polarizadores son más duraderos y pueden polarizar la luz mucho mejor que la película Polaroid de plástico, logrando relaciones de polarización de hasta 100.000:1 y una absorción de luz correctamente polarizada de tan solo el 1,5 %. [5] Estos polarizadores de vidrio funcionan mejor con luz infrarroja de longitud de onda larga y se utilizan ampliamente en comunicaciones por fibra óptica .
Los polarizadores divisores de haz dividen el haz incidente en dos haces de diferente polarización lineal . En el caso de un divisor de haz polarizador ideal, estos estarían completamente polarizados, con polarizaciones ortogonales. Sin embargo, en muchos polarizadores divisores de haz comunes, solo uno de los dos haces de salida está completamente polarizado. El otro contiene una mezcla de estados de polarización.
A diferencia de los polarizadores absorbentes, los polarizadores divisores de haz no necesitan absorber y disipar la energía del estado de polarización rechazado, por lo que son más adecuados para su uso con haces de alta intensidad, como la luz láser . Los divisores de haz con polarización verdadera también son útiles cuando se deben analizar o utilizar simultáneamente los dos componentes de polarización.
Cuando la luz se refleja (por reflexión de Fresnel) en un ángulo desde una interfaz entre dos materiales transparentes, la reflectividad es diferente para la luz polarizada en el plano de incidencia y la luz polarizada perpendicularmente a él. La luz polarizada en el plano se dice que está p -polarizada, mientras que la polarizada perpendicularmente a él está s -polarizada. En un ángulo especial conocido como ángulo de Brewster , ninguna luz p -polarizada se refleja desde la superficie, por lo tanto, toda la luz reflejada debe estar s -polarizada, con un campo eléctrico perpendicular al plano de incidencia.
Se puede hacer un polarizador lineal simple inclinando una pila de placas de vidrio en el ángulo de Brewster con respecto al haz. Parte de la luz polarizada en s se refleja desde cada superficie de cada placa. Para una pila de placas, cada reflexión agota el haz incidente de luz polarizada en s , dejando una fracción mayor de luz polarizada en p en el haz transmitido en cada etapa. Para la luz visible en el aire y el vidrio típico, el ángulo de Brewster es de aproximadamente 57°, y aproximadamente el 16% de la luz polarizada en s presente en el haz se refleja para cada transición de aire a vidrio o vidrio a aire. Se necesitan muchas placas para lograr incluso una polarización mediocre del haz transmitido con este enfoque. Para una pila de 10 placas (20 reflexiones), aproximadamente el 3% (= (1 − 0,16) 20 ) de la luz polarizada en s se transmite. El haz reflejado, aunque completamente polarizado, se dispersa y puede no ser muy útil.
Se puede obtener un haz polarizado más útil inclinando la pila de placas en un ángulo más pronunciado respecto del haz incidente. Contrariamente a la intuición, el uso de ángulos de incidencia mayores que el ángulo de Brewster produce un mayor grado de polarización del haz transmitido , a expensas de una menor transmisión general. Para ángulos de incidencia mayores que 80°, la polarización del haz transmitido puede acercarse al 100% con tan solo cuatro placas, aunque la intensidad transmitida es muy baja en este caso. [6] Agregar más placas y reducir el ángulo permite lograr un mejor equilibrio entre transmisión y polarización.
Debido a que sus vectores de polarización dependen del ángulo de incidencia, los polarizadores basados en la reflexión de Fresnel tienden inherentemente a producir polarización s – p en lugar de polarización cartesiana, [ aclaración necesaria ] lo que limita su uso en algunas aplicaciones.
Otros polarizadores lineales explotan las propiedades birrefringentes de cristales como el cuarzo y la calcita . En estos cristales, un haz de luz no polarizada que incide sobre su superficie se divide por refracción en dos rayos. La ley de Snell se cumple para ambos rayos, el rayo ordinario u o , y el rayo extraordinario o e , y cada rayo experimenta un índice de refracción diferente (esto se denomina doble refracción). En general, los dos rayos estarán en diferentes estados de polarización, aunque no en estados de polarización lineal, excepto en ciertas direcciones de propagación relativas al eje del cristal.
Un prisma de Nicol fue un tipo temprano de polarizador birrefringente, que consiste en un cristal de calcita que se ha dividido y vuelto a unir con bálsamo de Canadá . El cristal se corta de tal manera que los rayos o y e están en estados de polarización lineal ortogonal. La reflexión interna total del rayo o se produce en la interfaz del bálsamo, ya que experimenta un índice de refracción mayor en la calcita que en el bálsamo, y el rayo se desvía hacia un lado del cristal. El rayo e , que ve un índice de refracción menor en la calcita, se transmite a través de la interfaz sin deflexión. Los prismas de Nicol producen una pureza muy alta de luz polarizada y se usaron ampliamente en microscopía , aunque en el uso moderno se han reemplazado en su mayoría por alternativas como el prisma de Glan-Thompson , el prisma de Glan-Foucault y el prisma de Glan-Taylor . Estos prismas no son divisores de haz polarizadores verdaderos, ya que solo el haz transmitido está completamente polarizado.
Un prisma de Wollaston es otro polarizador birrefringente que consta de dos prismas de calcita triangulares con ejes de cristal ortogonales que están cementados entre sí. En la interfaz interna, un haz no polarizado se divide en dos rayos polarizados linealmente que salen del prisma en un ángulo de divergencia de 15°–45°. Los prismas de Rochon y Sénarmont son similares, pero utilizan diferentes orientaciones de eje óptico en los dos prismas. El prisma de Sénarmont está espaciado por aire, a diferencia de los prismas de Wollaston y Rochon. Estos prismas realmente dividen el haz en dos haces completamente polarizados con polarizaciones perpendiculares. El prisma de Nomarski es una variante del prisma de Wollaston, que se utiliza ampliamente en microscopía de contraste de interferencia diferencial .
Los polarizadores lineales de película delgada (también conocidos como TFPN) son sustratos de vidrio sobre los que se aplica un revestimiento óptico especial . Las reflexiones del ángulo de Brewster o los efectos de interferencia en la película hacen que actúen como polarizadores divisores de haz. El sustrato para la película puede ser una placa, que se inserta en el haz en un ángulo particular, o una cuña de vidrio que se cementa a una segunda cuña para formar un cubo con la película cortando diagonalmente a través del centro (una forma de esto es el muy común cubo de MacNeille [7] ). Los polarizadores de película delgada generalmente no funcionan tan bien como los polarizadores de tipo Glan, pero son económicos y proporcionan dos haces que están aproximadamente igualmente bien polarizados. Los polarizadores de tipo cubo generalmente funcionan mejor que los polarizadores de placa. Los primeros se confunden fácilmente con los polarizadores birrefringentes de tipo Glan.
Uno de los polarizadores lineales más simples es el polarizador de rejilla de alambre (WGP), que consiste en muchos alambres metálicos finos paralelos colocados en un plano. Los WGP reflejan principalmente la polarización no transmitida y, por lo tanto, se pueden utilizar como divisores de haz polarizadores. La absorción parásita es relativamente alta en comparación con la mayoría de los polarizadores dieléctricos, aunque mucho menor que en los polarizadores absorbentes.
Las ondas electromagnéticas que tienen un componente de sus campos eléctricos alineados en paralelo a los cables inducirán el movimiento de electrones a lo largo de la longitud de los cables. Dado que los electrones tienen libertad de movimiento en esta dirección, el polarizador se comporta de manera similar a la superficie de un metal cuando refleja la luz, y la onda se refleja hacia atrás a lo largo del haz incidente (menos una pequeña cantidad de energía perdida por el calentamiento Joule del cable). [8]
En el caso de ondas con campos eléctricos perpendiculares a los cables, los electrones no pueden desplazarse muy lejos a lo ancho de cada cable. Por lo tanto, se refleja poca energía y la onda incidente puede atravesar la rejilla. En este caso, la rejilla se comporta como un material dieléctrico .
En general, esto hace que la onda transmitida esté polarizada linealmente con un campo eléctrico completamente perpendicular a los cables. La hipótesis de que las ondas "se deslizan a través" de los espacios entre los cables es incorrecta. [8]
Para fines prácticos, la separación entre cables debe ser menor que la longitud de onda de la radiación incidente. Además, el ancho de cada cable debe ser pequeño en comparación con el espaciamiento entre cables. Por lo tanto, es relativamente fácil construir polarizadores de rejilla de alambre para microondas , radiación infrarroja lejana e infrarroja media . Para la óptica de infrarrojo lejano, el polarizador puede incluso fabricarse como una malla independiente, completamente sin óptica transmisiva. Además, las técnicas litográficas avanzadas también pueden construir rejillas metálicas de paso muy estrecho (típicamente 50‒100 nm), lo que permite la polarización de la luz visible o infrarroja en un grado útil. Dado que el grado de polarización depende poco de la longitud de onda y el ángulo de incidencia, se utilizan para aplicaciones de banda ancha como la proyección.
Las soluciones analíticas que utilizan un análisis riguroso de ondas acopladas para polarizadores de rejilla de cables han demostrado que, para los componentes del campo eléctrico perpendiculares a los cables, el medio se comporta como un dieléctrico, y para los componentes del campo eléctrico paralelos a los cables, el medio se comporta como un metal (reflectivo). [9]
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La ley de Malus ( / m ə ˈ l uː s / ), que lleva el nombre de Étienne-Louis Malus , dice que cuando se coloca un polarizador perfecto en un haz de luz polarizado, la irradiancia , I , de la luz que pasa a través está dada por
donde I 0 es la intensidad inicial y θ i es el ángulo entre la dirección de polarización inicial de la luz y el eje del polarizador.
Se puede pensar que un haz de luz no polarizada contiene una mezcla uniforme de polarizaciones lineales en todos los ángulos posibles. Como el valor promedio de es 1/2, el coeficiente de transmisión se convierte en
En la práctica, se pierde algo de luz en el polarizador y la transmisión real será algo menor, alrededor del 38% para los polarizadores de tipo Polaroid, pero considerablemente mayor (>49,9%) para algunos tipos de prismas birrefringentes.
Si se colocan dos polarizadores uno tras otro (el segundo polarizador se denomina generalmente analizador ), el ángulo mutuo entre sus ejes de polarización da el valor de θ en la ley de Malus. Si los dos ejes son ortogonales, los polarizadores se cruzan y, en teoría, no se transmite luz, aunque, de nuevo, en la práctica, ningún polarizador es perfecto y la transmisión no es exactamente cero (por ejemplo, las hojas Polaroid cruzadas aparecen de un color ligeramente azulado porque su relación de extinción es mejor en el rojo). Si se coloca un objeto transparente entre los polarizadores cruzados, cualquier efecto de polarización presente en la muestra (como la birrefringencia) se mostrará como un aumento de la transmisión. Este efecto se utiliza en polarimetría para medir la actividad óptica de una muestra.
Los polarizadores reales tampoco son bloqueadores perfectos de la polarización ortogonal a su eje de polarización; la relación entre la transmisión del componente no deseado y el componente deseado se denomina relación de extinción y varía desde alrededor de 1:500 para Polaroid hasta aproximadamente 1:10 6 para los polarizadores de prisma Glan-Taylor .
En rayos X la ley de Malus ( forma relativista ):
donde – frecuencia de la radiación polarizada que incide sobre el polarizador, – frecuencia de la radiación que pasa a través del polarizador, – longitud de onda Compton del electrón, – velocidad de la luz en el vacío. [10]
Los polarizadores circulares ( CPL o filtros polarizadores circulares ) se pueden utilizar para crear luz polarizada circularmente o, alternativamente, para absorber o dejar pasar selectivamente luz polarizada circularmente en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario . Se utilizan como filtros polarizadores en fotografía para reducir los reflejos oblicuos de superficies no metálicas y son las lentes de las gafas 3D que se usan para ver algunas películas estereoscópicas (en particular, la variedad RealD 3D ), donde la polarización de la luz se utiliza para diferenciar qué imagen debe ver el ojo izquierdo y el derecho.
Existen varias formas de crear luz polarizada circularmente. La más común y económica consiste en colocar una placa de cuarto de onda después de un polarizador lineal y dirigir la luz no polarizada a través de este último. La luz polarizada linealmente que sale del polarizador lineal se transforma en luz polarizada circularmente mediante la placa de cuarto de onda. El eje de transmisión del polarizador lineal debe estar a medio camino (45°) entre los ejes rápido y lento de la placa de cuarto de onda.
En la disposición anterior, el eje de transmisión del polarizador lineal se encuentra en un ángulo positivo de 45° con respecto a la horizontal derecha y se representa con una línea naranja. La placa de cuarto de onda tiene un eje lento horizontal y un eje rápido vertical y también se representan con líneas naranjas. En este caso, la luz no polarizada que entra en el polarizador lineal se muestra como una onda única cuya amplitud y ángulo de polarización lineal cambian repentinamente.
Cuando se intenta pasar luz no polarizada a través del polarizador lineal, solo la luz cuyo campo eléctrico se encuentra en un ángulo positivo de 45° sale del polarizador lineal y entra en la placa de cuarto de onda. En la ilustración, las tres longitudes de onda de luz no polarizada representadas se transformarían en las tres longitudes de onda de luz polarizada linealmente en el otro lado del polarizador lineal.
En la ilustración de la derecha se muestra el campo eléctrico de la luz polarizada linealmente justo antes de que entre en la placa de cuarto de onda. La línea roja y los vectores de campo asociados representan cómo varía la magnitud y la dirección del campo eléctrico a lo largo de la dirección de propagación. Para esta onda electromagnética plana, cada vector representa la magnitud y la dirección del campo eléctrico para un plano completo que es perpendicular a la dirección de propagación. (Consulte estas dos imágenes en el artículo sobre ondas planas para apreciar esto mejor).
La luz y todas las demás ondas electromagnéticas tienen un campo magnético que está en fase y es perpendicular al campo eléctrico que se muestra en estas ilustraciones.
Para entender el efecto que tiene la placa de cuarto de onda sobre la luz polarizada linealmente, es útil pensar en la luz como si estuviera dividida en dos componentes que están en ángulos rectos ( ortogonales ) entre sí. Con este fin, las líneas azul y verde son proyecciones de la línea roja sobre los planos vertical y horizontal respectivamente y representan cómo cambia el campo eléctrico en la dirección de esos dos planos. Los dos componentes tienen la misma amplitud y están en fase.
Como la placa de cuarto de onda está hecha de un material birrefringente , cuando está en la placa de onda, la luz viaja a diferentes velocidades dependiendo de la dirección de su campo eléctrico. Esto significa que el componente horizontal que está a lo largo del eje lento de la placa de onda viajará a una velocidad menor que el componente que está dirigido a lo largo del eje rápido vertical. Inicialmente, los dos componentes están en fase, pero a medida que los dos componentes viajan a través de la placa de onda, el componente horizontal de la luz se desplaza más atrás que el vertical. Al ajustar el grosor de la placa de onda, se puede controlar cuánto se retrasa el componente horizontal en relación con el componente vertical antes de que la luz salga de la placa de onda y comiencen a viajar nuevamente a la misma velocidad. Cuando la luz sale de la placa de cuarto de onda, el componente horizontal de la derecha estará exactamente un cuarto de longitud de onda detrás del componente vertical, lo que hace que la luz esté polarizada circularmente hacia la izquierda cuando se ve desde el receptor. [11]
En la parte superior de la ilustración, hacia la derecha, se encuentra la luz polarizada circularmente después de salir de la placa de onda. Directamente debajo de ella, a modo de comparación, se encuentra la luz polarizada linealmente que entró en la placa de cuarto de onda. En la imagen superior, debido a que se trata de una onda plana, cada vector que va del eje a la hélice representa la magnitud y la dirección del campo eléctrico para un plano completo que es perpendicular a la dirección de desplazamiento. Todos los vectores del campo eléctrico tienen la misma magnitud, lo que indica que la intensidad del campo eléctrico no cambia. Sin embargo, la dirección del campo eléctrico rota de manera constante.
Las líneas azul y verde son proyecciones de la hélice sobre los planos vertical y horizontal respectivamente y representan cómo cambia el campo eléctrico en la dirección de esos dos planos. Observe cómo el componente horizontal de la derecha ahora está un cuarto de longitud de onda detrás del componente vertical. Es este cambio de fase de un cuarto de longitud de onda lo que da lugar a la naturaleza rotacional del campo eléctrico. Cuando la magnitud de un componente está en un máximo, la magnitud del otro componente siempre es cero. Esta es la razón por la que hay vectores de hélice que corresponden exactamente a los máximos de los dos componentes.
En el ejemplo que acabamos de citar, utilizando la convención de lateralidad que se utiliza en muchos libros de texto de óptica, la luz se considera zurda/polarizada circularmente en sentido contrario a las agujas del reloj. En referencia a la animación que acompaña, se considera zurda porque si uno apunta el pulgar izquierdo en dirección contraria a la de la onda, los dedos se curvan en la dirección en la que gira el campo eléctrico cuando la onda pasa por un punto determinado en el espacio. La hélice también forma una hélice zurda en el espacio. De manera similar, esta luz se considera polarizada circularmente en sentido contrario a las agujas del reloj porque si un observador estacionario mira en dirección contraria a la de la onda, observará que su campo eléctrico gira en sentido contrario a las agujas del reloj cuando la onda pasa por un punto determinado en el espacio. [11]
Para crear luz polarizada circularmente en el sentido de las agujas del reloj y con giro hacia la derecha, simplemente se gira el eje de la placa de cuarto de onda 90° con respecto al polarizador lineal. Esto invierte los ejes rápido y lento de la placa de onda con respecto al eje de transmisión del polarizador lineal, invirtiendo así qué componente se adelanta y qué componente se retrasa.
Al intentar apreciar cómo la placa de cuarto de onda transforma la luz polarizada linealmente, es importante darse cuenta de que los dos componentes analizados no son entidades en sí mismas, sino que son simplemente construcciones mentales que uno utiliza para ayudar a apreciar lo que está sucediendo. En el caso de la luz polarizada lineal y circularmente, en cada punto del espacio siempre hay un solo campo eléctrico con una dirección vectorial distinta; la placa de cuarto de onda simplemente tiene el efecto de transformar este único campo eléctrico.
Los polarizadores circulares también se pueden utilizar para absorber o dejar pasar selectivamente la luz polarizada circularmente de derecha o de izquierda. Esta es la característica que utilizan las gafas 3D en los cines estereoscópicos, como RealD Cinema . Un polarizador determinado que crea una de las dos polarizaciones de la luz dejará pasar esa misma polarización de la luz cuando esa luz se envíe a través de él en la otra dirección. Por el contrario, bloqueará la luz de la polarización opuesta.
La ilustración de arriba es idéntica a la anterior similar, con la excepción de que la luz polarizada circularmente hacia la izquierda ahora se aproxima al polarizador desde la dirección opuesta y la luz polarizada linealmente sale del polarizador hacia la derecha.
En primer lugar, cabe señalar que una placa de cuarto de onda siempre transforma la luz polarizada circularmente en luz polarizada linealmente. El ángulo de polarización resultante de la luz polarizada linealmente es el único que está determinado por la orientación de los ejes rápido y lento de la placa de cuarto de onda y la lateralidad de la luz polarizada circularmente. En la ilustración, la luz polarizada circularmente levógira que entra en el polarizador se transforma en luz polarizada linealmente cuya dirección de polarización es a lo largo del eje de transmisión del polarizador lineal y, por lo tanto, pasa. Por el contrario, la luz polarizada circularmente dextrógira se habría transformado en luz polarizada linealmente cuya dirección de polarización es a lo largo del eje de absorción del polarizador lineal, que forma un ángulo recto con el eje de transmisión y, por lo tanto, habría quedado bloqueada.
Para entender este proceso, véase la ilustración de la derecha. Es absolutamente idéntica a la ilustración anterior, aunque ahora se considera que la luz polarizada circularmente en la parte superior se acerca al polarizador desde la izquierda. En la ilustración se puede observar que el componente horizontal hacia la izquierda (tal como se observa mirando a lo largo de la dirección de desplazamiento) está adelantando al componente vertical y que cuando el componente horizontal se retrasa un cuarto de longitud de onda, se transformará en la luz polarizada lineal ilustrada en la parte inferior y pasará a través del polarizador lineal.
Hay una manera relativamente sencilla de entender por qué un polarizador que crea una determinada lateralidad de la luz polarizada circularmente también deja pasar esa misma lateralidad de la luz polarizada. En primer lugar, dada la doble utilidad de esta imagen, comencemos por imaginar que la luz polarizada circularmente que se muestra en la parte superior sigue saliendo de la placa de cuarto de onda y viaja hacia la izquierda. Observemos que si el componente horizontal de la luz polarizada linealmente se hubiera retardado un cuarto de longitud de onda dos veces, lo que equivaldría a la mitad de la longitud de onda completa, el resultado habría sido una luz polarizada lineal que se encontraría en un ángulo recto con la luz que entró. Si dicha luz polarizada ortogonalmente se girara en el plano horizontal y se dirigiera de vuelta a través de la sección del polarizador lineal del polarizador circular, pasaría claramente a través de ella dada su orientación. Ahora imaginemos que la luz polarizada circularmente que ya ha pasado una vez a través de la placa de cuarto de onda, se ha dado la vuelta y se ha dirigido de nuevo hacia el polarizador circular. Dejemos que la luz polarizada circular ilustrada en la parte superior represente ahora esa luz. Esta luz atravesará la placa de cuarto de onda una segunda vez antes de llegar al polarizador lineal y, en el proceso, su componente horizontal se retardará una segunda vez en un cuarto de longitud de onda. Ya sea que ese componente horizontal se retarde en un cuarto de longitud de onda en dos pasos distintos o se retarde la mitad de la longitud de onda de una sola vez, la orientación de la luz polarizada linealmente resultante será tal que pasará a través del polarizador lineal.
Si se hubiera tratado de luz polarizada circularmente en el sentido de las agujas del reloj y orientada hacia la derecha, que se aproximaba al polarizador circular desde la izquierda, su componente horizontal también se habría retardado, sin embargo, la luz polarizada linealmente resultante se habría polarizado a lo largo del eje de absorción del polarizador lineal y no habría pasado.
Para crear un polarizador circular que, en cambio, deje pasar la luz polarizada dextrógira y absorba la luz levógira, se giran nuevamente la placa de onda y el polarizador lineal 90° entre sí. Es fácil apreciar que, al invertir las posiciones de los ejes de transmisión y absorción del polarizador lineal en relación con la placa de cuarto de onda, se cambia la orientación de la luz polarizada que se transmite y la que se absorbe.
Un polarizador circular homogéneo deja pasar una polarización circular sin alterar y bloquea la otra. Esto es similar a la forma en que un polarizador lineal dejaría pasar completamente un ángulo de luz polarizada linealmente sin alterar, pero bloquearía completamente cualquier luz polarizada linealmente que fuera ortogonal a él.
Se puede crear un polarizador circular homogéneo intercalando un polarizador lineal entre dos placas de cuarto de onda. [12] Específicamente, tomamos el polarizador circular descrito anteriormente, que transforma la luz polarizada circularmente en luz polarizada lineal, y le agregamos una segunda placa de cuarto de onda rotada 90° con respecto a la primera.
En términos generales, y sin hacer referencia directa a la ilustración anterior, cuando cualquiera de las dos polarizaciones de la luz polarizada circularmente entra en la primera placa de cuarto de onda, uno de los dos componentes ortogonales se retrasa un cuarto de longitud de onda con respecto al otro. Esto crea una de dos polarizaciones lineales según la lateralidad de la luz polarizada circularmente. El polarizador lineal intercalado entre las placas de cuarto de onda está orientado de modo que deje pasar una polarización lineal y bloquee la otra. La segunda placa de cuarto de onda toma entonces la luz polarizada linealmente que pasa y retrasa el componente ortogonal que no fue retrasado por la placa de cuarto de onda anterior. Esto hace que los dos componentes vuelvan a su relación de fase inicial, restableciendo la polarización circular seleccionada.
Tenga en cuenta que no importa en qué dirección pase la luz polarizada circularmente.
Los filtros polarizadores lineales fueron los primeros tipos que se utilizaron en fotografía y todavía se pueden usar en cámaras réflex de un solo objetivo (SLR) y en cámaras réflex de objetivo único más antiguas . Sin embargo, las cámaras con medición a través del objetivo (TTL) y sistemas de enfoque automático (es decir, todas las SLR y DSLR modernas ) dependen de elementos ópticos que dejan pasar la luz polarizada linealmente. Si la luz que entra en la cámara ya está polarizada linealmente, puede alterar los sistemas de exposición o de enfoque automático. Los filtros polarizadores circulares eliminan la luz polarizada linealmente y, por lo tanto, se pueden usar para oscurecer el cielo, mejorar la saturación y eliminar los reflejos, pero la luz polarizada circular que deja pasar no afecta a los sistemas a través del objetivo. [13]
Medios relacionados con Polarización en Wikimedia Commons
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