Temel İşlev
Işın ayırıcının birincil işlevi, ışığı bir veya daha fazla özelliğine göre bölmektir:
· Yoğunluk: En yaygın tür, bir ışını tipik olarak belirli bir oranda (örneğin, 50/50, 70/30, 90/10) iletilen bileşen ve yansıtılan bileşen olarak ikiye ayırır.
· Polarizasyon: Polarizasyon ışın bölücüler (PBS), ışığı polarizasyon durumuna göre böler, bir polarizasyon iletir (örneğin, P-polarize) ve dik olanı yansıtır (örneğin, S-polarize).
· Dalgaboyu: Dikroik ışın bölücüler (veya filtreler), ışığı rengine (dalga boyu) göre yönlendirerek, bir dalga boyu aralığını iletirken diğerini yansıtır.
Temel Işın Ayırıcı Türleri
Işın ayırıcılar tasarımlarına ve çalışma prensiplerine göre kategorize edilir:
1. Plaka Işın Ayırıcı
· Açıklama: Bir tarafında kısmen yansıtıcı kaplama bulunan ince, düz cam alt tabaka.
· Avantajı: Basit, uygun maliyetli.
· Dezavantajı: Kaplamasız ikinci yüzeyden gelen yansımalar ve camın kalınlığı nedeniyle hayalet görüntülere ve astigmatizmaya neden olabilir. Genellikle kritik olmayan uygulamalarda kullanılır.
2. Küp Işın Ayırıcı
· Açıklama: İki dik açılı prizmanın birbirine yapıştırılmasıyla yapılmıştır. Bir prizmanın hipotenüsü kısmen yansıtıcı bir dielektrik veya metalik ince film ile kaplanmıştır.
· Avantajı: Bölünme yüzeyi dahili olduğundan ışında gölgelenme veya yer değiştirme olmaz. Daha sağlam ve montajı daha kolaydır.
· Dezavantajı: Yüksek güçlü lazerlere karşı hassas olabilir ve çimento tabakasına zarar verebilir.
3. Puantiyeli Işın Bölücü
· Açıklama: Bir cam alt tabaka üzerine yerleştirilen küçük, yansıtıcı noktalardan (genellikle alüminyum) oluşan bir desen içerir. Geri kalan alanlar yansıma önleyici kaplamalıdır.
· Avantajı: Bölünme oranı, dalga boyundan ve polarizasyondan nispeten bağımsızdır, bu da onu geniş spektrumlu ışık için faydalı kılar.
· Dezavantaj: Desen ışığı kırabilir ve bu, tüm uygulamalar için arzu edilmeyebilir.
4. Polarize Hüzme Bölücü (PBS)
· Açıklama: Bir doğrusal polarizasyon durumunu (S-polarizasyon) yansıtacak ve diğerini (P-polarizasyon) çok yüksek verimlilikle (~%99+) iletecek şekilde tasarlanmış çok katmanlı bir dielektrik kaplama kullanan bir küp ışın ayırıcı.
· Uygulama: Optik izolatörler, kuantum hesaplama ve sıvı kristal ekranlar (LCD'ler) gibi sistemlerde polarizasyonun yalıtılması, kontrol edilmesi ve ölçülmesi için gereklidir.
5. Dikroik Işın Bölücü (veya Filtre)
· Açıklama: Belirli dalga boylarını yansıtırken diğerlerini iletmek için gelişmiş girişim kaplamaları kullanır. Ayırma yoğunluğa değil renge dayanmaktadır.
· Uygulama: Floresan mikroskobunda (uyarma ışığını yayılan ışıktan ayırmak için), projektörlerde ve kameralarda RGB renk birleştirme/ayırma ve çok bantlı görüntüleme sistemlerinde her yerde bulunur.
Kritik Özellikler
Bir ışın ayırıcı seçerken mühendisler şunları dikkate alır:
· Bölünme Oranı (R/T): Yansıtılan (R)'nin iletilen (T) optik güce oranı (örn. 50/50).
· Dalga Boyu Aralığı: Işın ayırıcının etkili bir şekilde çalışacak şekilde tasarlandığı ışık spektrumu.
· Polarizasyon Bağımlılığı: Bölme oranının giriş ışığının polarizasyonuyla değişip değişmediği. Polarize olmayan ışın ayırıcılar bu etkiyi en aza indirecek şekilde özel olarak tasarlanmıştır.
· Yüzey Düzlüğü: İnterferometri ve görüntülemede dalga cephesinin korunması açısından kritiktir.
· Hasar Eşiği: Kaplamanın bozulmadan dayanabileceği maksimum lazer gücü yoğunluğu.
Ortak Uygulamalar
Işın ayırıcılar birçok alanda vazgeçilmezdir:
· Girişimölçüm: (örneğin, Michelson, Mach-Zehnder) Daha sonra bir girişim deseni oluşturmak üzere yeniden birleşecek olan ışık için ayrı yollar oluşturmak.
· Mikroskopi: Özellikle floresans ve konfokal mikroskoplarda, lazer ışığını bir numune üzerine yönlendirmek ve daha sonra yayılan ışığı bir detektöre iletmek için kullanılır.
· Optik Sistemler: Kameralarda, teleskoplarda ve fotometrelerde ışığın bir kısmını bir sensöre veya vizöre yönlendirmek için kullanılır.
· Lazer Sistemleri: Güç izleme (ışının küçük bir kısmının örneklenmesi) ve farklı dalga boylarındaki ışınların birleştirilmesi için.
· Telekomünikasyon: Fiber optik ağlarda ışık sinyallerini yönlendirmek için.
Çözüm
Özetle, ışın ayırıcı, fotonlar için "trafik ışığı yönlendiricisi" görevi gören çok yönlü bir optik bileşendir. Işığı yoğunluğa, polarizasyona veya dalga boyuna göre bölme yeteneği, onu modern optiğin temel taşı haline getirerek sayısız bilimsel, endüstriyel ve tüketici cihazının işlevselliğini sağlar.
Haian Subei Optik Cam Fabrikası, çok çeşitli optik bileşenlerin hassas üretimi ve işlenmesinde uzmanlaşmıştır. Yetenekleri arasında Optik Renkli Filtre Camı üretmek, Kaplama Filtre Camı oluşturmak için gelişmiş kaplamalar uygulamak yer alıyor. Ayrıca Şeffaf Cam Pencereler ve Akrilik/PMMA Levhalar gibi malzemelerle çalışıyorlar ve Optik Aynalar ve çeşitli Kamera Filtreleri gibi temel ürünleri üretiyorlar.