Светоделители широко используются в интерферометрии. Известным примером является знаменитый Опыт Майкельсона — Морли, доказавший, что свет в пространстве распространяется с одинаковой скоростью независимо от направления.
Некоторые светоделители называются «пробоотборниками луча» или «оптическими датчиками». Подобные разделители лазерного луча отражают лишь малую часть входящего излучения, что позволяет проводить диагностику луча лазера в режиме реального времени.
Для удовлетворения всех запросов научных и промышленных отраслей существует большое количество различных конструкций светоделителей. Давайте пройдемся по основным из них, отметив основные преимущества и недостатки.
Классические светоделители.
Обладают частично отражающей поверхностью – в зависимости от угла, длины волны и поляризации падающего света коэффициенты пропускания и отражения будут различаться.
Пластинчатые светоделители представляют собой тонкие окна с полуотражающим покрытием. Они оптимизированы для определенных углов падения (обычно 45°) и могут изготавливаться с различными коэффициентами пропускания и отражения. Обычно подобные разделители не слишком зависят от длины волны, что ограничивает величину вызываемой ими хроматической аберрации. Но, несмотря на свое название, толщина пластинчатых светоделителей достаточна велика, чтобы прошедший и отраженный лучи имели разную длину оптического пути и обладали некоторым боковым смещением. Помимо этого, на одной из поверхностей светоделителя может создаваться «фантомное» отражение. Многие производители добавляют поверхностям небольшой угол, придавая им форму клина вместо идеально параллельных окон, чтобы ложные отражения отклонялись от пути основного луча.
Кубические светоделители состоят из двух частей куба, сделанного из прозрачного материала. После разделения куба по диагонали на стык между двумя половинками наносится специально подобранное полуотражающее покрытие. После склеивания подобная конструкция позволяет избежать ложных отражений и смещения изображения. Кроме того, тот факт, что отражающая поверхность надежно заключена в середине куба, делает кубические светоделители весьма надежными, позволяя использовать их более суровых условиях. Однако, кубическая конструкция разделителя лазерного луча менее устойчива, чем пластинчатая структура, при работе с излучением высокой мощности. Также кубические светоделители не рекомендуется использовать с неколлимированными лучами.
Геометрические светоделители.
Геометрические светоделители разделяют падающий свет, используя очень простую концепцию: множество маленьких зеркал покрывают прозрачную поверхность таким образом, чтобы покрыта была лишь половина рабочей области. Таким образом, только половина лазерного луча проходит сквозь светоделитель, а другая половина отражается от зеркал. Управляя количеством зеркал, можно добиться различных коэффициентов разделения. Благодаря своей простой конструкции подобные светоделители совместимы с очень широким диапазоном длин волн и хорошо работают при различных углах падения.
Дифракционные решетки.
Иногда необходимо расщепить лазерный луч на более экзотические конфигурации. В таком случае на помощь приходят дифракционные решетки. Одним из интересных примеров являются дифракционные решетки, включенные в качестве элемента защиты в канадские доллары. При прохождении света через купюру на получившемся узоре будет написан номинал банкноты.
Пробоотборники высокой мощности.
Gentec-EO производит аттенюаторы для высокомощного лазерного излучения. Основаны они на принципе пластинчатого светоделителя: используются два клина из непокрытого стекла для достижения высокого порога повреждения. Аттенюаторы серии BA отклоняют небольшую часть лазерного луча, сохраняя при этом исходную поляризацию и профиль лазерного луча. Для выбора наиболее подходящего светоделителя Вы можете ознакомиться с каталогом Thorlabs, представленным на нашем сайте, или обратиться к нам с соответствующим запросом.
