Conţin un element birefringent asupra căruia acţionează mărimea de măsurat.
Pentru determinarea stării de polarizare trebuie calculaţi mai mulţi parametri şi aplicaţi unui analizor de polarizare.
Starea de polarizare a unei unde plane de radiaţie optică se determină matematic, pornind de la vectorii: intensitate câmp electric, intensitate câmp magnetic şi deplasare electrică.
Plăci polarizoare
Plasate în calea fascicolului pentru analiza stării de polarizare a radiaţiei optice.
Dacă RO este incidentă la interfaţa dintre două medii cu indici de refracţie diferiţi, atunci radiaţia reflectată şi radiaţia transmisă îşi schimbă starea de polarizare faţă de starea de polarizare a RO incidente.
Interacţiunea RO cu atomii sau moleculele unui material optic depinde de lungimea de undă. Consecinţele sunt interacţiuni rezonante legate de dispersia materialelor şi birefringenţa (schimbarea indicelui de refracţie cu polarizarea RO).
Aranjarea ordonată a atomilor în cristale produce diferite frecvenţe de rezonanţă pentru orientări diferite ale vectorului electric faţă de axele cristaline.
Pentru schimbarea stării de polarizare a RO se folosesc plăcile de undă birefringente (sau plăci de undă) sau plăci cu întârziere.
Tăind un cristal după axele cristaline, se obţine indicele minim de refracţie pentru polarizarea undei plane de-a lungul axei rapide atât cât viteza de fază este maximă.
O undă plană polarizată de-a lungul axei, cu planul rotit cu 900 se propagă cu indice de refracţie maxim şi viteză de fază minimă. Diferenţa între numerele de lungimi de undă dintre cele 2 unde determină raportul indicilor de refracţie nr / n. Diferenţa între deplasările de fază este denumită întârziere.
Dacă se schimbă frecvenţa optică, întârzierea se schimbă la o viteză mai mare decât pentru o placă întârziată doar cu o treime de undă, placa fiind placă treime de undă de ordin multiplu.
Placa jumătate de undă se foloseşte la rotirea planului de polarizare al RO plane (de exemplu, din polarizare verticală în polarizare orizontală).
Placa jumătate de undă se foloseşte la rotirea planului de polarizare al RO plane (de exemplu, din polarizare verticală în polarizare orizontală).
Plăcile sfert de undă se folosesc pentru a obţine RO polarizată circular din RO polarizată plan şi invers. Placa sfert de undă trebuie orientată astfel ca unda incidentă plană să fie la 45° faţă de axa rapidă (sau lentă). Plăcile sfert de undă se folosesc şi ca izolator optic, pentru evitarea reflexiilor nedorite.
Placa undă întreagă foloseşte la ştergerea polarizării, la oglinzi metalice. Se fac din cristale birefringente (mica sau cuarţ).
Polarizorul liniar sau plan transmite RO cu vectorul de câmp paralel cu direcţia de transmisie a polarizorului. Polarizorul liniar este o reţea de fire conductoare, echidistante, paralele, cu spaţiere mică între ele (unda incidentă pentru care câmpul oscilează paralel cu firele este absorbită, celelalte unde fiind transmise).
RO emisă de surse de RO obişnuite este nepolarizată deoarece direcţia instantanee a polarizării variază rapid şi aleator în timp între 0 şi 2. Radiaţia nepolarizată are intensitatea neafectată când este transmisă printr-o placă de undă şi devine polarizată liniar când este transmisă printr-un polarizor liniar: intensitatea ei nu depinde de direcţia de transmisie a polarizorului.
Birefringenţa
Cristalele optice ale căror proprietăţi variază cu orientarea RO care le traversează sunt anizotrope. Vectorii câmp electric şi deplasare electrică nu mai sunt coliniari. Anizotropia are originea fie în structura materialului, fie în existenţa unei direcţii privilegiate rezultate în urma aplicării unui câmp exterior. În mediu anizotrop, direcţia de propagare a undei nu coincide cu direcţia razelor de propagare a energiei. Propagarea în medii anizotrope este propagarea a două unde polarizate liniar în plane ortogonale, fiecare cu indice de refracţie diferit.
În interiorul mediilor uniaxă, unda incidentă se divide în 2 unde:
unda ordinară - se propagă cu indice n0, egal cu al razei ordinare corespunzătoare şi
unda extraordinară, cu indice de refracţie variabil cu direcţia de incidenţă, diferit de al razei extraordinare corespunzătoare.
Fenomenul de propagare cu doi indici de refracţie poartă numele de birefringenţă liniară sau dublă refracţie.
Unda incidentă polarizată eliptic se divide în 2 unde polarizate liniar care se propagă cu viteze diferite. Dacă după trecerea prin mediul liniar birefringent razele sunt apropiate, ele se suprapun parţial. Zona de suprapunere rămâne polarizată eliptic iar părţile distincte îşi menţin polarizările liniar ortogonale.
Propagarea în ghidurile de undă optice de formă cilindrică are o singură constantă de propagare dublu degenerată, adică 2 unde polarizate ortogonal alese arbitrar pentru a descompune unda ce traversează ghidul optic. Comportarea fiecărei polarizări este dictată de constante de propagare diferite.
Efecte care acţionează asupra polarizării radiaţiei optice
1. Efectul elasto-optic - datorat deformaţiilor statice şi de joasă frecvenţă. Indicii de refracţie variază proporţional cu deformaţiile.
