Нажмите "Enter" для пропуска содержимого

Циркулярная поляризация: Направление поляризации

Содержание

Направление поляризации

Дата публикации: 02.09.2019 12:00

Направление поляризации

Вектор напряженности электромагнитной волны E, поляризованной эллиптически, вращается в плоскости декартовой системы координат в направлении распространения волны и видится наблюдателю в форме спирали. Такие условия часто принимаются в технической литературе.

Любое состояние поляризации волны можно разделить на две линейно поляризованные ортогональные компоненты, ориентированные вдоль осей х и у. Если амплитуды обеих компонент равны, а фазовый сдвиг у-компоненты относительно х-компоненты равен ± π/2, то такое излучение поляризовано циркулярно. Знак фазового сдвига определяет направление вращения. За вращение по часовой стрелке (правая круговая поляризация (рис. 1)) отвечает фазовый сдвиг – π/2, соответственно, вращение против часовой стрелки или левая круговая поляризация (рис. 2), задается фазовым сдвигом +

π/2.


Рисунок 1. Правая круговая поляризация


Рисунок 2. Левая круговая поляризация

На рис. 1 и рис. 2 проиллюстрирована проекция вращения вектора напряженности поля Е на виртуальном экране. Окружность формируется при каждом вращении вектора напряженности поля Е по часовой стрелке (или против часовой стрелки), соответственно.

Генерация циркулярно поляризованного света

Круговой поляризацией света называется состояние поляризации света, которое получается в результате прохождения линейно поляризованной волны через четвертьволновую пластину. Удобно описывать это состояние математически с помощью матриц.

Под вектором Джонса принимается описание направления поляризации света, матрица Джонса описывает четвертьволновую пластину.

Матрица Джонса, описывающая четвертьволновую пластину, медленная ось которой ориентирована вдоль оси х, принимает вид:

        (1)

где e/4 – коэффициент фазы (практически во всех случаях может быть опущен).

Вектор Джонса, описывающий вектор линейной поляризации, ориентированный под углом + 45°, записывается как:

         (2)

 

Когда линейно поляризованный свет проходит через четвертьволновую пластину, вектор Джонса для излучения на ее выходе вычисляется как:

          (3)

 

Соотношение справедливо для света с правой круговой поляризацией. Иллюстрация, приведенная на рис. 3, показывает случай, когда быстрая и медленная оси четвертьволновой пластины сонаправлены с осями х и у в декартовой системе координат. Фиолетовый вектор показывает ориентацию линейной поляризации падающей под углом + 45° волны. Красный и синий векторы – ортогональные компоненты вектора напряженности в фазе. x-компонента (синий) сонаправлена с медленной осью волновой пластины. Скорость перемещения этой компоненты ниже скорости перемещения у-компоненты (красный), сонаправленной с быстрой осью пластины. Прохождение сквозь волновую пластину задерживает фазу

х-компоненты. Величина замедления зависит от толщины пластины, для четвертьволновой пластины фазовый сдвиг равен – π/2 При таком сдвиге фаз результатом является правая круговая поляризация. Вектор напряженности поля Е вращается по часовой стрелке по ходу распространения волны вдоль оси z.


Рисунок 3. Генерация право циркулярно поляризованного света

Когда падающий свет поляризован линейно, а вектор поляризации ориентрирован под углом – 45о, вектор Джонса принимает следующий вид:

          (4)

 

Вектор Джонса излучения на выходе четвертьволновой пластины описывается соотношением:

         (5)

 

Выходное излучение характеризуется левой круговой поляризацией. Данный случай проиллюстрирован на рис. 4. Волновая пластина ориентирована так же, как и на рис. 3, фиолетовый вектор также обозначает ориентацию вектора линейной поляризации падающего света. При этом разность фаз между х— и у-компонентами вектора напряженности поля Е отсутствует. Ориентация вектора поляризации под углом – 45о  означает азимутальное вращение. Красный вектор указывает на положительное направление оси у, синий – на отрицательное направление оси х. Прохождение сквозь пластину добавляет компоненте, сонаправленной с медленной осью, сдвиг фазы +

π/2 относительно фазы компоненты, сонаправленной с быстрой осью пластины. Выходное излучение обладает левой круговой поляризацией и вектор Е вращается против часовой стрелки по ходу распространения волны вдоль оси z.


Рисунок 4. Генерация лево циркулярно поляризованного света

Векторы и матрицы Джонса

Приведенные таблицы содержат информацию о видах векторов и матриц Джонса для стандартных оптических компонентов в зависимости от состояния поляризации.

Таблица 1. Векторы Джонса

Таблица 2. Матрицы Джонса для стандартной оптики

 

© Thorlabs Inc.

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции Thorlabs на территории РФ

 

 

ЦИРКУЛЯРНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ — это… Что такое ЦИРКУЛЯРНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ?

ЦИРКУЛЯРНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ
ЦИРКУЛЯРНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

       

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

.

  • ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ МАГНИТНЫЕ ДОМЕНЫ
  • ЦИРКУЛЯЦИЯ СКОРОСТИ

Смотреть что такое «ЦИРКУЛЯРНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ» в других словарях:

  • ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА — физ. характеристика оптич. излучения, описывающая поперечную анизотропию световых волн, т. е. неэквивалентность разл. направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу. Первые указания на поперечную анизотропию светового луча были получены …   Физическая энциклопедия

  • ПОЛЯРИЗАЦИЯ — (1) атомов, молекул, ионов деформация электронной оболочки и ядер атомов, молекул или ионов друг относительно друга под действием внешнего электрического поля. Приводит к увеличению их дипольного (см.). П. хим. связей заключается в смещении… …   Большая политехническая энциклопедия

  • ПОЛЯРИЗОВАННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ — Люминесцентное излучение мн. объектов полностью или частично, линейно или циркулярно поляризовано вследствие анизотропии элементарных актов поглощения и испускания квантов света в процессе люминесценции. Если люминесцирующая среда макроскопическ …   Физическая энциклопедия

  • RealD Cinema — очки RealD RealD Cinema технология цифрового стереоскопического проецирования фильмов. В отличие от технологии IMAX 3D, RealD не требует двух проекторов. Компания Sony имеет эксклюзивное соглашение на использование технолог …   Википедия

  • Вращение плоскости поляризации — поперечной волны  физическое явление, заключающееся в повороте поляризационного вектора линейно поляризованной поперечной волны вокруг её волнового вектора при прохождении волны через анизотропную среду. Волна может быть электромагнитной,… …   Википедия

  • МАГНИТООПТИКА — (магнетооптика), раздел физики, изучающий изменения оптич. свойств в ва под действием магн. поля. Подавляющее большинство магнитооптич. явлений связано с расщеплением уровней энергии атома (снятием вырождения). Непосредственно это расщепление… …   Физическая энциклопедия

  • Магнитооптика —         магнетооптика, раздел физики, в котором изучаются изменения оптических свойств сред под действием магнитного поля (См. Магнитное поле) и обусловливающие эти изменения особенности взаимодействия оптического излучения (См. Оптическое… …   Большая советская энциклопедия

КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ — это… Что такое КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ?

КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ
КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

       

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

.

  • КРОССИНГ-СИММЕТРИЯ
  • КРУГОВОЙ ДИХРОИЗМ

Смотреть что такое «КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ» в других словарях:

  • КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ — см. Поляризация света …   Большой Энциклопедический словарь

  • круговая поляризация — Поляризация, при которой две гармонические составляющие электрического поля равны по величине и сдвинуты по фазе на 90°, что вызывает вращение электрического поля по кругу. Вектор магнитного поля расположен в центре и перпендикулярен плоскости… …   Справочник технического переводчика

  • круговая поляризация — см. Поляризация света. * * * КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ, см. Поляризация света (см. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА) …   Энциклопедический словарь

  • круговая поляризация — apskritiminė poliarizacija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. circular polarization; rotary polarization vok. zirkulare Polarisation, f; Zirkularpolarisation, f rus. круговая поляризация, f pranc. polarisation circulaire, f; polarisation …   Fizikos terminų žodynas

  • Круговая поляризация —         состояние распространяющейся электромагнитной волны (например, световой), при котором концы её электрического и магнитного векторов Е и Н в каждой точке пространства, занятого волной, описывают окружности в плоскости, перпендикулярной… …   Большая советская энциклопедия

  • КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ — см. Поляризация света …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • левая круговая поляризация — Круговая поляризация электромагнитной волны, которая характеризуется тем, что вектор электрического поля вращается против часовой стрелки с точки зрения наблюдателя, смотрящего в направлении распространения. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные… …   Справочник технического переводчика

  • правая круговая поляризация — Cм. righthand circular polarization. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва, 2002] Тематики электросвязь, основные понятия EN RHCP …   Справочник технического переводчика

  • ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА — физ. характеристика оптич. излучения, описывающая поперечную анизотропию световых волн, т. е. неэквивалентность разл. направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу. Первые указания на поперечную анизотропию светового луча были получены …   Физическая энциклопедия

  • Поляризация волн — У этого термина существуют и другие значения, см. Поляризация. Поляризация волн характеристика поперечных волн, описывающая поведение вектора колеблющейся величины в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. В продольной… …   Википедия

41. Круговая (циркулярная) и эллиптическая поляризация света

1. Линейная (плоская ) поляризация: — в процессе распространения волны векторЕ колеблется все время в одной и той же пространственной плоскости (см. Рис.1),которую называют плоскостью колебаний вектора Е (иногда также плоскостьюполяризации волны). Проекция вектора Е на плоскость наблюдения в этом случаебудет иметь вид отрезка прямой линии, в связи с чем эту поляризацию и называютлинейной или же плоской. Отметим, что плоскость колебания магнитного вектораволны будет перпендикулярна плоскости колебаний вектора Е.

2. Круговая (циркулярная) поляризация: — при такой поляризации вектор Е

волны за один период волны делает полный оборот вокруг направления

распространения волны, при этом его длина остается постоянной. В плоскостинаблюдения проекция вектора Е описывает круг, что и определяет название такойполяризации. Если вектор вращается по часовой стрелке (волна должна

распространяться к наблюдателю), то поляризация называется правой круговой, аесли против часовой стрелки – то левой круговой поляризацией.

Круговая правая (п) и левая (л) поляризация.

Длина вектора Е постоянна.

3. Эллиптическая поляризация: — при этой поляризации вектор Е волны за

один период волны тоже делает полный оборот вокруг направления

распространения волны, но длина вектора Е при этом изменяется таким образом,что конец его описывает в плоскости наблюдения эллипс. . Если вектор Е

вращается по часовой стрелке , то поляризация называется правой, а если против –левой эллиптичной.

э ллиптическая правая (п)

л Е и левая (л) поляризация

Это виды полной поляризации света. Любую из них можно перевести в другую спомощью специальных поляризационных приборов.

Однако свет, испускаемый обычными источниками – солнцем, пламенем,

электрической лампочкой и др. – является неполяризованным и называется

естественным светом.

4. Естественный свет можно рассматривать как совокупность линейно-

поляризованных волн со всеми возможными направлениями колебаний вектораЕ, причем амплитуда этих векторов одинакова во всех направлениях, так что

концы их лежат на окружности:

Этот свет полностью неполяризован, и по своим

поляризационым свойствам существенно отличается

и от линейно-поляризованного и от циркулярно-поляризованного света.

Частично поляризованный свет представляет собой совокупность линейно-

поляризованного и естественного света Его можно рассматривать также как совокупность линейно -поляризованных волн с различными направлениями

колебаний вектора Е,

но амплитуда его не одинакова в различных направлениях, поэтому концы этих векторов лежат не на окружности ( как у естественного света ), а на эллипсе.Форма эллипса может быть разной: от почти круговой (такой свет по своим свойствам близок к естественному), до сильно вытянутой (такой свет уже близок к линейно-поляризованному). Поэтому для более точной характеристики частичнополяризованного света вводится специальный безразмерный параметр: степень

поляризации p , который может принимать значения от нуля до единицы:

Здесь Imax и Imin — интенсивности линейно поляризованных волн вдоль большой и малой осей эллипса.

Полностью поляризованный свет можно преобразовать с помощью специальных поляризационных приборов (компенсаторов и фазовых пластинок) из одной его формы в другую, например линейно поляризованный свет в циркулярно – или эллиптично поляризованный, либо наоборот, но преобразовать полностью поляризованный свет в частично–поляризованный или естественный свет таким прибором невозможно. Но именно такой, неполяризованный, свет излучают обычные источники: солнце, пламя, электрические лампочки и др., и на практике приходится решать обратную задачу — из неполяризованного света получать полностью поляризованный, прежде всего линейно поляризованный свет.

42. Фазовые пластины. Фазовая (волновая) пластина

— это оптический элемент, предназначенный для преобразования состояния поляризации проходящего излучения.

Фазовая пластина создаёт определённую разность фаз между ортогональными линейно-поляризованными компонентами светового излучения.

Длина волны 532, нм

Хроматические фазовые пластины изготовляются на определённую длину волны и отличаются друг от друга нулевым или множественным порядком. Также пластины могут быть полуволновыми (λ/2) или четвертьволновыми (λ/4).

Фазовые пластины нулевого порядка состоят из двух кристаллических пластин, разность толщин которых создаёт разность хода 1/4 или 1/2 длины волны. Оптические оси кристаллических пластин перпендикулярны друг другу. Между собой пластины склеены или на оптическом контакте, или с воздушным промежутком.Фазовые пластины множественного порядка состоят из одной кристаллической пластины толщиной, создающей разность хода (2N+1)/4 или (2N+1)/2 длины волны, где N=1,2,3…

Полуволновые фазовые пластины используются для вращения плоскости поляризации линейно-поляризованного излучения. При циркулярно-поляризованном излучении они служат для изменения направления вращения плоскости.Четвертьволновые фазовые пластины служат для преобразования линейно-поляризованного излучения в циркулярно-поляризованное или эллиптически-поляризованное в линейное при фиксированной ориентации.

Ахроматические фазовые пластины нулевого порядка состоят из двух частей: пластины из кристаллического кварца (SiO2) и пластины из фтористого магния (MgF2).

У этих материалов разные показатели дисперсии двулучепреломления. Поэтому толщины составляющих пластин рассчитываются таким образом, чтобы при определенной ориентации оптических осей, волновая разность хода в получившейся пластине нулевого порядка, слабо менялась в определенном спектральном диапазоне.

Поляризационный светофильтр увеличивает на фотографии визуальную резкость и чистоту цвета. Так, при пейзажной съемке листва деревьев, кроме собственного диффузного отражения, имеет также зеркальное отражение синего света неба. Поляризационный светофильтр позволяет устранить бликующую засветку. За счет этого на фотографии лучше проявляется собственный цвет предметов, увеличивается насыщенность цвета, и с листьев исчезает голубоватый оттенок. Уменьшение засветки кадра рассеянным светом немного увеличивает контраст, что приводит к визуальному увеличению резкости.

Полуволновая и четвертьволновая пластинки. Форма эллипса, описываемого концом вектора Е, определяется свойствами вещества, а также толщиной пластинки и ориентацией вектора Е падающего света. Между двумя лучами (если кристалл одноосный, то это – обыкновенный и необыкновенный лучи) возникает разность фаз

где d – толщина пластинки. Выражение называется разностью хода лучей. Если Δ=λ/4, то разность фаз, вносимая пластинкой, будет π/2, и плоскополяризованный свет превращаетсмя в эллиптически поляризованный, причем оси эллипса совпадают с главными направлениями кристалла. Если же плоскость поляризации падающего света составляет 45˚ с осью, то обыкновенный и необыкновенный лучи имеют одинаковую интенсивность и прошедший свет будет поляризован по кругу. Пластинка и называется; четвертьволновая пластинка.

Пусть теперь Δ=λ/2. Тогда разность фаз будет π, плоско поляризованный свет останется плоско-поляризованным, но плоскость поляризации изменится – повернется симметрично оси Это – полуволновая пластинка.С помощью таких пластинок можно менять состояние поляризации света.

43. ОПТИЧЕСКАЯ АНИЗОТРОПИЯ — различие оптич. свойств среды, связанное с зависимостью скорости световых волн от направления распространения и их поляризации. О. а. проявляется в двойном лучепреломлении, дихроизме, вращении, плоскости поляризации, а также в деполяризации при рассеянии света в среде, в поляризов. люминесценции и т. д. Только в исключительных условиях оптич. излучение определённых поляризаций и направлений распространяется в оптически анизотропных средах не преобразуясь. В прозрачной оптически анизотропной среде световая волна в общем случае представляет собой суперпозицию двух ортогонально поляризов. волн, имеющих разные скорости распространения.

Классическим кристаллом, служащим для изучения эффекта является кристалл исландского шпата (CaCO3). тот кристалл имеет форму параллелепипеда с углами 78˚ и 102˚ При прохождении света через кристалл луч раздваивается. Это явление носит

название двойное лучепреломление. Лучи поляризованы в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях. Один из лучей (обыкновенный) имеет для всех направлений одно и то же значение показателя преломления, для другого луча (необыкновенного) показатель преломления зависит от направления луча. Для исландского шпата n0=1.658;1.486<=nв<=1.658

Даже если луч света падает на поверхность кристалла нормально, один из лучей отклоняется (рис.11.2), и если кристалл вращать вокруг направления падающего луча, этот необыкновенный луч вращается тоже. В кристалле исландского шпата есть одно направление, при распространении света вдоль которого оба луча имеют один и тот же показатель преломления (рис.11.3). Это направление – оптическая ось кристалла. Кристалл исландского шпата – одноосный. Существуют кристаллы (двухосные) в которых есть два направления, вдоль которых не происходит двойного лучепреломления. Однако тогда оба луча необыкновенные.

Всякая плоскость, проходящая через оптическую ось, называется главным сечением кристалла (обычно рассматривают главное сечение, содержащее рассматриваемый луч).

При двойном лучепреломлении оба луча полностью поляризованы. Терминология (исторически сложилось): плоскостью поляризации называют плоскость, в которой лежит вектор Н. Плоскостью колебаний – плоскость, в которой лежит вектор Е. Если на кристалл падал естественный свет, то интенсивности обоих лучей одинаковы если нет поглощения. Существуют кристаллы, в которых один луч поглощается сильнее другого, например, турмалин. Это явление наз. дихроизм. В турмалине обыкновенный луч практически полностью поглощается уже на глубине 1 мм.

Рассмотрим теперь падение на кристалл поляризованного света. В этом случае интенсивности обыкновенного и необыкновенного лучей неодинаковы. Действительно, пусть PP’ (Рис.11.4) – плоскость, в которой

колеблется электрический вектор в падающей волне, O’O’’– плоскость главного сечения. Тогда амплитуды колебаний в лучах будут

A0=Asins

Ae=Acos

а интенсивности лучей соответственно

Отношение интенсивностей

Отношение интенсивностей обыкновенного и необыкновенного лучей зависит от угла φ между плоскостью колебаний в падающем луче и главным сечением кристалла. Эти соотношения называются правилами Малю.

Основы радиолокации — Основные принципы радиолокации

Поляризация электромагнитных волн

Поляризация — это свойство поперечных волн, которое относится к геометрической ориентации колебаний соответствующей волны. Поле, излучаемое антенной, состоит из электрических и магнитных силовых линий. В этом поле силовые линии электрического поля перпендикулярны силовым линиям магнитного поля. Направления обеих этих составляющих зависят от положения антенны относительно земной поверхности. Направление вектора электрической напряженности определяет направление поляризации электромагнитной волны. Различают линейную и круговую поляризацию.

Рисунок 2. Электрическое поле с вертикальной линейной поляризацией

Рисунок 2. Электрическое поле с вертикальной линейной поляризацией

Рисунок 3. Электрическое поле с горизонтальной линейной поляризацией

Линейная поляризация

Установленные горизонтально или вертикально антенны предназначены для излучения и приема, соответственно, горизонтально или вертикально поляризованных волн. В случае несовпадения поляризации волны и антенны будет меняться величина принимаемого сигнала, поскольку будет меняться величина проекции вектора поляризации волны на направление поляризации антенны.

Линейная поляризация имеет две основные формы:

  • в вертикально поляризованной волне электрические силовые линии лежат в вертикальной плоскости;
  • в горизонтально поляризованной волне электрические силовые линии лежат в горизонтальной плоскости.

    Пример: антенны станции наведения ракет зенитного ракетного комплекса С-75 (по классификации НАТО – SA-2), Рисунок 1.

Максимальный принятый сигнал соответствует ситуации, когда приемная антенна ориентирована в том же направлении, что и передающая.

Рисунок 4. Радиолокатор станции наведения ракет зенитного ракетного комплекса С-125 («Нева»).
Фото взято с сайта www.pvo.guns.ru

Конечно, в дополнении к горизонтальной и вертикальной поляризации, линейная поляризация может принимать и другие, промежуточные между этими двумя основными, направления. В частности, специально выделяются средние положения (под углом 45º):

  • с наклоном +45º и
  • с наклоном -45º.

    Пример: антенны станции наведения ракет зенитного ракетного комплекса С-125 (по классификации НАТО – SA-3М), Рисунок 4.

При использовании проволочной одиночной антенны (штыревой антенны) максимальный принятый сигнал будет соответствовать ситуации, когда антенна ориентирована в пространстве так же, как и плоскость, в которой колеблется вектор электрической напряженности волны. Таким образом, вертикальная антенна используется для эффективного приема вертикально поляризованных волн, а горизонтальная – для приема горизонтально поляризованных.

Круговая поляризация

Рисунок 5. Формирование круговой поляризации.

Рисунок 5. Формирование круговой поляризации. Здесь имеется поясняющая анимация (50 кБайт). Для презентации в классе рекомендуется представление demonstrations.wolfram.com

При круговой поляризации силовые линии электрического поля вращаются на 360° с каждым циклом колебания высокочастотной энергии. Круговая поляризация возникает когда на две линейно поляризованные антенны, развернутые друг относительно друга на 90°, подаются два входных сигнала, сдвинутых по фазе на 90° друг относительно друга (Рисунок 5). Рассмотрение поляризации ведется по электрическому полю, поскольку интенсивность электромагнитной волны обычно измеряют в единицах напряженности электрического поля (вольт, милливольт или микровольт на метр). В некоторых случаях ориентация вектора электрической напряженности не остается постоянной, а вращается вместе с распространением волны в пространстве. В таких условиях существуют как горизонтальные, так и вертикальные компоненты поля, волна имеет эллиптическую поляризацию.

В зависимости от направления вращения вектора напряженности круговая поляризация может быть левой или правой. Волна с круговой поляризацией, отраженная дождевой каплей сферической формы, меняет направление поляризации на противоположное. Приемная антенна не пропускает волну с направлением поляризации, противоположным излученной, тем самым сводя к минимуму сигнал от дождевых капель. Отражение от самолета или другой реальной цели будет иметь существенно большую интенсивность, поскольку форма цели не является сферической.

Для наилучшего приема отраженных сигналов поляризации приемной и передающей антенн должны совпадать. В противном случае возникают значительные потери, на практике достигающие 20 … 30 дБ.

При возникновении сильных помех, вызванных отражениями от гидрометеоров, часто применяют круговую поляризацию (если такая возможность имеется). Это дает возможность снизить влияние маскирования полезного сигнала помехами.

Деполяризация

При рассеянии на цели электромагнитной волны ее поляризация может изменяться. В оптическом диапазоне деполяризацией называют изменения в степени поляризованности частично поляризованной волны при ее рассеянии. Например, рассеянная целью волна может иметь большую степень поляризации чем падающая на нее волна, в этом случае деполяризация имеет отрицательную величину.

Деполяризация также показывает пространственное или временное изменение степени поляризации для полностью поляризованной волны, что означает, что может меняться ориентация плоскости поляризации. В этом значении термин «деполяризация» используется, когда речь идет о когерентных высокочастотных волнах. Двухполяризационные метеорологические радиолокаторы имеют возможность излучать волны на двух ортогональных поляризациях (H или V) и принимать как на той же поляризации так и на кросс-поляризации (ортогональной). В таких случаях используют следующие обозначения приемных каналов:

  • HH — излучается и принимается горизонтальная поляризация;
  • VV — излучается и принимается вертикальная поляризация;
  • HV — излучается горизонтальная, а принимается вертикальная поляризация;
  • VH — излучается вертикальная, принимается горизонтальная поляризация.

2.4. Эллиптическая и круговая поляризация

1. Пусть разность фаз такова, что cos d = 0, а sin d = 1. Уравнение (5) в этом случае принимает вид:

Это есть уравнение эллипса при E10 ¹ E20 с центром в начале координат (рис. 3) и осями, направленными вдоль осей системы координат.

Полуоси эллипса равны E10 (по оси X) и E20 (по оси Y). Условие cos d = 0 выполняется при

(6)

Уравнения (1) и (2) принимают следующий вид (при Z = 0):

Мы взяли для определенности d = p/2, то есть M = 0. Если T = 0, ExE10 и Ey = 0. Если = T/4, то

, тогда cos wT = 0, Ex = 0, sin wT = 1, Ey = – E20.

Таким образом, можно говорить, что конец суммарного вектора опишет эллипс, притом по часовой стрелке. В этом случае мы имеем волну с эллиптической поляризацией, притом правой: т. е. мы смотрим навстречу световому пучку (ось Z на рисунке направлена к нам), а конец суммарного вектора движется по часовой стрелке и описывает эллипс. Точно такой же результат мы получим, когда

, притом M принимает чётные значения, т. е. M = 0, 2, 4, …

Если же M принимает нечетные значения M = 1, 3, 5, …, то суммарная волна имеет левую эллиптическую поляризацию.

2. Сохраним разность фаз как и в предыдущем случае, т. е.

, но примем условие E10 = E20 = E0 (волны имеют равные амплитуды), тогда уравнение (5) примет вид Ex2 = Ey2 = E02. Это есть уравнение окружности и мы получаем волну с круговой поляризацией. Аналогично M = 0, 2, 4, … соответствует волна с правой поляризацией. Запишем уравнения (1) и (2) при этих условиях (7)

Можно сказать, что это есть математический образ волны с правой круговой поляризацией.

Соответственно, при M = 1, 3, 5, … возникает волна с левой круговой поляризацией (левая циркулярно поляризованная волна). Её можно представить с учетом (1) и (2) так:

(8)

Рассмотрим суперпозицию волн с левой и правой круговыми поляризациями, которые представлены уравнениями (7) и (8). В результате суперпозиции таких волн получается волна с проекциями напряжённостей:

Т. е. получили линейно поляризованную волну. В данном случае линия колебаний вектора

совпадает с осью X. Но если между колебаниями обеих волн имеется сдвиг фаз, то линия колебаний суммарной напряженности образует с осью Х некоторый угол, определяемый разностью фаз слагаемых волн.

Как представить себе изменение вектора напряженности в пространстве при эллиптической и круговой поляризации? Для фиксированного момента времени множество точек, образуемых концом вектора

, лежит на винтообразной линии.

На рис. 4 показано пространственное изменение вектора

при круговой поляризации волны. Представить себе эллиптически поляризованную волну при фиксированном времени T можно так: на поверхности прямого эллиптического цилиндра проведена винтовая линия, начало вектора находится в точках оси цилиндра, а конец – на винтовой линии, причем сам вектор везде перпендикулярен оси.

3. Предположим, что d = (2M + 1)p тогда cos d = – 1, а sin d = 0. Формула (5) при этом принимает вид:

Это есть две прямые типа:

или , где

K = tg a определяет наклон прямой. Распишем при этих условиях формулы (1) и (2):

Положим дополнительно, что Z = 0, тогда при T = 0 ExE10, а Ey = – E20.

Через половину периода суммарный вектор перейдет из четвертого квадранта во второй, т. е. получается линейно поляризованная волна, которая является предельным случаем эллиптической поляризованной волны при равенстве нулю одной из полуосей эллипса (рис. 5).

4. Если cos d = + 1, что выполняется при d = 2MP, тогда формула (5) переходит в прямую вида:

,

Т. е. мы получаем прямую, лежащую в первом и третьем квадранте, которая имеет точно такой же наклон, что и в предыдущем случае (рис. 6).

Результат суперпозиции опять представляет собой линейно поляризованную волну, только произошел поворот плоскости поляризации на 2a0.

Можно отметить, что при линейной поляризации обе компоненты Ex и Ey изменяются синхронно.

Изложенное показывает, что электромагнитная волна с любой поляризацией может быть представлена в виде суперпозиции двух линейно поляризованных волн, плоскости колебаний электрического вектора (плоскости поляризации) которые взаимно перпендикулярны. Поэтому и можно сказать, что электромагнитные волны обладают двумя независимыми состояниями поляризации.

5. Как мы видели, решением уравнений Максвелла служит строго монохроматическая волна, и поэтому она обязательно должна быть поляризована (в общем случае эллиптически). Однако опыт показывает, что излучение всех реальных источников света (кроме лазерных) неполяризовано.

Это объясняется тем, что нам одновременно приходится наблюдать излучение огромного числа атомов, посылающих различно поляризованный свет. Кроме того, и каждый атом после нескольких сотен тысяч колебаний начинает испускать свет с новым состоянием поляризации.

Таким образом, обычно наблюдается множество всех возможных ориентаций

и и быстрая смена этих ориентаций, что и представляет собой естественный свет.

Естественный свет есть совокупность световых волн со всеми возможными направлениями колебаний, быстро и беспорядочно сменяющими друг друга; совокупность эта статистически симметрична относительно волновой нормали, т. е. характеризуется неупорядоченностью направлений колебаний.

6. Существует понятие частично поляризованного света. Он характеризуется тем, что одно из направлений колебаний оказывается преимущественным, но не исключительным. Волновая нормаль уже не является прямой, по отношению к которой направления колебаний электрического (магнитного) вектора статистически равновероятны в плоскости, нормальной к этой прямой. Частично поляризованный свет можно рассматривать как смесь естественного и поляризованного. Можно в этом случае ввести понятие степени поляризации:

,

Где

и  – средние значения квадратов двух взаимно перпендикулярных компонент напряжённости электрического поля, выбранных в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.

Если P = 0, то свет неполяризованный или естественный; если P = 100%, то поляризация света линейная.

На практике поляризованное излучение получают или от лазерных источников, механизм работы которых мы рассмотрим позже, или используют специальные приборы, называемые поляризаторами. С помощью таких устройств можно не только поляризовать излучение, но и проверять состояние поляризации исследуемого излучения.

Значение, Определение, Предложения . Что такое круговая поляризация

Таким образом, на практике создается круговая поляризация, начинающаяся с линейно поляризованного света и использующая четвертьволновую пластину для введения такого сдвига фаз.
Круговая поляризация часто встречается в области оптики, и в этом разделе электромагнитная волна будет просто называться светом.
С тех пор круговая поляризация была измерена у нескольких других жуков-скарабеев, таких как Chrysina gloriosa, а также у некоторых ракообразных, таких как креветки-богомолы.
Круговая поляризация в основном обусловлена эффектами пропускания и поглощения в сильно магнитных областях поверхности Солнца.
Круговая поляризация, относительно распространения электромагнитной волны, является поляризацией такой, что кончик вектора электрического поля описывает спираль.
Другие результаты
Они могут видеть в ультрафиолетовом диапазоне, инфракрасном, различать поляризованный свет… и они единственные в мире создания, которые могут видеть свет с круговой поляризацией.
Когда поляризационные состояния, о которых идет речь, являются правой и левой круговой поляризацией, это называется круговым дихроизмом.
Электромагнитные волны с круговой поляризацией состоят из фотонов только с одним типом спина — правым или левым.
Круговые поляризаторы могут также использоваться для избирательного поглощения или пропускания правостороннего или левостороннего света с круговой поляризацией.
Четвертьволновая пластина на стороне анализатора преобразует состояние круговой поляризации обратно в линейное, прежде чем свет проходит через анализатор.
При круговой поляризации электрическое поле радиоволны вращается на радиочастоте по кругу вокруг оси распространения.
Другие формы поляризации, такие как круговая и линейная поляризация, могут рассматриваться как частные случаи эллиптической поляризации.
Для круговой поляризации поляризационный эффект работает независимо от того, как голова зрителя выровнена с экраном, например, наклонена вбок или даже вверх ногами.
Пропускание линейно поляризованного света через четвертьволновую пластину с ее осями под углом 45° к оси поляризации преобразует его в круговую поляризацию.
Однородный круговой поляризатор пропускает одну руку круговой поляризации без изменений и блокирует другую руку.
Но решите ли вы анализировать процесс в терминах состояний линейной или круговой поляризации-это в значительной степени вопрос вкуса.
Однако в реалистичном волокне есть случайные несовершенства, которые нарушают круговую симметрию, заставляя две поляризации распространяться с разной скоростью.
Чтобы представить стереоскопическое кино, два изображения проецируются на один и тот же экран через круговые поляризационные фильтры противоположной направленности.
Это возвращает два компонента в их первоначальное фазовое соотношение, восстанавливая выбранную круговую поляризацию.
Представьте себе Алису на первом детекторе, измеряющую линейную или круговую поляризацию и мгновенно влияющую на результат измерения помех Боба.
Спиральные и турникетные антенны используются для спутниковой связи, так как они используют круговую поляризацию.
Обратите внимание, что круговая или эллиптическая поляризация может включать в себя вращение поля по часовой стрелке или против часовой стрелки.
Небольшая разница в показателях преломления между двумя круговыми поляризациями количественно определяет силу оптической активности.

Объяснение основ поляризации волн

Радиоволна состоит из одного электрического и одного магнитного полей, которые колеблются по повторяющейся схеме. Поляризация описывает направление электрического поля радиоволны. В некоторых случаях, особенно в волнах, генерируемых естественным источником, поля вибрируют в нескольких случайных направлениях и называются неполяризованными. Но когда волны генерируются или проходят через намеренно поляризующее устройство, такое как антенна, поля ограничены в движении и называются «поляризованными».”

Поляризацию волн не очень легко визуализировать. Это происходит в трех измерениях и во времени. Поляризованные волны имеют фиксированную, постоянную ориентацию и создают траекторию, имеющую форму плоской плоскости, когда они проходят через пространство, и имеют то, что мы сегодня называем линейной поляризацией. Первые 40 секунд этого видео демонстрируют линейную поляризацию.

 

 

Может быть и круговая поляризация, у которой, в отличие от линейно поляризованных радиоволн, электрическое поле тоже крутится вдоль оси, вроде как скрученная лента.Последняя половина видео демонстрирует это.

Наиболее распространенные типы антенн имеют линейную поляризацию, такие как диполи, штыревые антенны и LPDA. Но вы не услышите в магазине оборудования термина «линейная поляризация». Вместо этого мы получаем некоторые термины антенны от типов с линейной поляризацией: когда линейная плоскость перпендикулярна земле, говорят, что она имеет вертикальную поляризацию . Когда эта плоскость параллельна земле, она имеет поляризованных по горизонтали градусов. Но на самом деле эти термины произвольно основаны на человеческом восприятии верха или низа по отношению к земле и гравитации, а не на какой-то физической константе.

В общем, лучше, чтобы ориентация двух антенн совпадала. Прием наилучший, когда приемная антенна не находится в таком положении, которое предотвращает слишком большое отклонение поляризации от передающей антенны, хотя точность требуется редко.

Спиральные антенны — наиболее часто встречающиеся антенны с круговой поляризацией в мире профессионального звука. «Спирали» могут создавать луч с круговой поляризацией с высоким коэффициентом усиления, используя тщательно смоделированную спиральную конструкцию, которая создает либо правостороннюю (вращение по часовой стрелке), либо левостороннюю (против часовой стрелки) поляризацию сигнала.Спирали полезны в качестве приемной антенны, поскольку они улавливают входящие волны любой поляризации в одинаковой степени. Сдвиги ориентации с ручного или поясного передатчика с меньшей вероятностью вызовут выпадение, которое очень часто происходит, когда исполнитель переходит к менее благоприятной поляризации.

Несмотря на то, что поляризация в основном инициируется передающей антенной, поляризация радиоволн может резко меняться при отражении от объектов окружающей среды, таких как стены и полы.Результатом является неуверенность в том, какую ориентацию будет иметь конкретная радиоволна, когда она достигнет антенны приемника, и всегда есть шанс, что возникнет состояние, называемое «перекрестной поляризацией»: когда это происходит, кратковременный (но заметный) всплеск шума слышал. Никто этого не хочет. Чтобы избежать перекрестных поляризационных замираний, вы можете использовать технику, известную как поляризационное разнесение, ориентируя две антенны близко друг к другу, но под углом 90 градусов друг к другу. антенны всегда.

*RF Venue внедрила эту малоизвестную технологию в антенну Diversity Fin. Подробнее читайте в статье Майка Бенониса, ссылка на которую приведена ниже. Видео предоставлено «Ерш».

 

 

Круговая поляризация против линейной поляризации: какая антенна RFID подходит?

В чем разница между круговой поляризацией и линейной поляризацией?

Выбор между антеннами с круговой поляризацией и антеннами с линейной поляризацией может существенно повлиять на систему RFID.

Линейная поляризация возникает, когда электромагнитные волны распространяются в одной плоскости (вертикальной или горизонтальной). Антенны с линейной поляризацией должны иметь известную Ориентация метки RFID и метка RFID должны быть закреплены в той же плоскости, что и антенна, чтобы получить последовательное считывание. Некоторыми примерами антенн с линейной поляризацией являются наружная антенна MTI MT-263003 и внутренняя антенна Times-7 A5531.

Из-за концентрированного излучения антенны с линейной поляризацией обычно имеют большую дальность считывания, чем антенны с круговой поляризацией того же коэффициента усиления.

Антенна с линейной поляризацией

Антенны с круговой поляризацией, такие как Внутренняя RFID-антенна Laird S9028PCR и наружная RFID-антенна MTI MT-242043 излучают электромагнитные поля в виде штопора. Технически говоря, они излучают электромагнитные волны в двух плоскостях, совершая один полный оборот на одной длине волны.

По сравнению с антеннами с линейной поляризацией того же коэффициента усиления, антенны с круговой поляризацией будут иметь меньшую дальность считывания, поскольку они теряют около 3 дБ при разделении своей мощности по двум отдельным плоскостям.

Антенна с круговой поляризацией

При принятии решения о том, какой тип антенны приобрести для вашей системы RFID, ключевым моментом является понимание того, как эти антенны работают, а также как должны быть ориентированы метки RFID по отношению к антеннам.

Если все метки, которые вам нужно прочитать, будут находиться в одной плоскости и выровнены с плоскостью антенны, то вам следует подумать о линейная поляризованная антенна. Если ориентация вашей метки не является надежной или последовательной, вам, вероятно, придется использовать антенну с круговой поляризацией.

Заключение

Если вы хотите узнать больше обо всем, что связано с RFID, ознакомьтесь с нашим сайт, наш канал на YouTube, комментарий ниже или свяжитесь с нами.


Чтобы узнать больше о RFID-антеннах, перейдите по ссылкам ниже!

Учебник по поляризации.

Дональд Э. Симанек

Ваш тиранический редактор хочет краткого введения в поляризацию. Это невозможно, но он все еще хочет, чтобы эта страница была заполнена.Так вот.

Шустрый свет.

Если вы смотрели 3D-фильм, надеюсь, вы сохранили те очки, за которые заплатили. Если нет, спросите в кассе, есть ли у вас несколько использованных и выброшенных. В процессе создания трехмерных фильмов Real-D используется круговая поляризация, в отличие от трехмерных фильмов 50-х годов, которые были представлены с использованием линейной поляризации. Если вы увлекаетесь трехмерной фотографией и проецируете свои снимки на экран, вы, вероятно, использовали очки с линейной поляризацией старого типа. Как мы увидим, оба типа очков имеют и другое применение.

Если у вас есть пленочная камера, возможно, вы использовали линейные поляризаторы, чтобы затемнить небо, уменьшить зеркальные отражения и увеличить насыщенность цветов листвы. Если вы перешли на цифровые камеры, вы, несомненно, узнали, что они обычно требуют круговых поляризационных фильтров для достижения тех же результатов. Почему? Пытливые умы хотят знать.

Современные линейные поляризаторы состоят из пластикового слоя, молекулы которого с длинной цепью ориентированы в одном направлении, называемом осью поляризации.Трехмерные фильмы и слайд-шоу проецируют на экран два изображения, одно предназначено для левого глаза, а другое — для правого. Хитрость заключается в том, чтобы убедиться, что они достигают правильных глаз каждого члена аудитории. Два изображения проецируются на экран с металлическим покрытием через поляризаторы, оси которых выровнены перпендикулярно друг другу. Разработанный стандарт заключается в ориентации этих осей под углом 45° к вертикали. Металлический экран отражает свет, не изменяя направления его поляризации. Люди в зале носят очки с аналогичным расположением поляризаторов, и в итоге каждый глаз видит только предназначенную ему картинку, а не ту, что предназначена другому глазу.

Но процесс критичен с точки зрения угла. Если вы наклоните голову, выравнивание ваших очков с очками проектора будет неправильным, и каждый глаз увидит часть изображения другого глаза, в результате чего появятся «призрачные изображения», явление, вызывающее головную боль.

Сегодня в цифровых 3D-фильмах используются очки с круговыми поляризаторами. У них есть один слой линейного поляризатора, ламинированный пластиковыми слоями, которые разделяют этот линейно поляризованный свет на две составляющие и задерживают (замедляют) одну из этих составляющих по отношению к другой.Если он замедляет один компонент так, что он выходит только на 1/4 длины волны, результирующий электрический вектор света перемещается в пространстве, описывая спираль или спираль. Теперь спирали могут иметь две ориентации, правую или левую, точно так же, как болт может иметь правую или левую резьбу. Добрый доктор Т. сказал мне, что ему нравится эта аналогия с винтовой резьбой, поскольку правый болт не ввинчивается в левый болт. Точно так же свет от листа с правой круговой поляризацией не будет проходить через лист с левой круговой поляризацией, и наоборот.

Правый и левый круговые поляризаторы различаются в одном отношении. В одном используется слой задержки волны 1/4, а в другом — слой задержки волны 3/4.

Но есть интересный момент, который, как известно, даже сбивает с толку людей, которые немного разбираются в физике. Когда свет с правой круговой поляризацией отражается от зеркала или от металлической поверхности, он отражается как свет с левой круговой поляризацией. В этом нет ничего страшного, если вы производите очки с поляризаторами на правильной стороне для достижения желаемого результата.

Разница между плоскостью
и круговой поляризацией.
Свет с круговой поляризацией. Два колеблющихся электрических поля,
одну, запаздывающую на 1/4 длины волны, объединяются для получения волны, в которой
электрический вектор следует по винтовой траектории.
Диаграммы с веб-сайта HyperPhysics, автор Род Нейв. Используется с разрешения.

Поляризаторы для фотографии?

Почему поляризационные фильтры на камерах затемняют небо и уменьшают отражения? Небесный свет частично поляризован, потому что рассеянный солнечный свет атомами и молекулами поглощается и переизлучается.Переизлучаемый свет поляризован, причем относительная интенсивность поляризованного и неполяризованного света зависит от угла рассеяния. Небесный свет наиболее сильно поляризован, когда он рассеивается под углом 90°, поэтому поляризатор наиболее затемняет небо, когда камера направлена ​​под углом 90° к положению солнца. Поляризационный фильтр поглощает это больше всего, если его ось направлена ​​к солнцу.

Так почему бы вам не использовать эти линейные поляризационные фильтры из старых добрых пленочных дней на вашей новой цифровой зеркальной камере? Потому что свет, отраженный от зеркальных поверхностей, поляризован.Вот почему поляризатор может уменьшить отражения от блестящих поверхностей. Внутренние зеркала камеры в системах автофокусировки и автоматической экспозиции будут сбиты с толку, если плоскополяризованный свет, поступающий от объектива камеры, не будет правильно выровнен относительно оси поляризации зеркала. Камера вычисляла неправильную экспозицию.

Но мы можем обойти это. Циркулярный поляризатор состоит из линейного поляризатора, ламинированного пластиной замедления, которая преобразует свет с линейной поляризацией в свет с круговой поляризацией.Поместите одну из них перед объективом камеры так, чтобы линейная поляризационная часть была впереди (ближайшая к объекту), а пластина замедления позади (ближайшая к камере). Слой линейного поляризатора выполняет свою работу в фотографии так же, как и старые линейные поляризаторы, но возникающий круговой поляризованный свет не имеет направленного смещения и не может сбить с толку автоматические системы камеры.

Недорогие поляризаторы для вашей цифровой камеры.

Вместо того, чтобы платить 30 долларов и более за круговой поляризатор на стекле в магазине фотоаппаратов, вы можете получить те же результаты с круговым поляризующим материалом из пары очков Real-D 3-D для кино.Помните, что для этого приложения тормозная пластина должна быть ближе всего к камере, а для просмотра 3D-фильмов она должна быть ближе всего к экрану. Если он у вас правильно настроен на камеру, чистое небо будет темнеть при вращении поляризатора. Если он размещен неправильно, вы не увидите никаких изменений в изображении в видоискателе при вращении поляризатора. Это хороший способ поэкспериментировать с поляризацией, прежде чем тратить деньги на профессиональный поляризатор на стекле для вашей камеры.

Джордж: Поместите фото проектора в очках куда-нибудь сюда.

Преобразование вашего старого стереопроектора.

Вы можете ощутить преимущества круговой поляризации с имеющимся у вас стереопроектором для следующего слайд-шоу. Посмотрите, сможете ли вы получить очки Real-D в кинотеатре. Обычно они собирают использованные, чтобы отправить их обратно дистрибьютору для переработки, но они могут дать вам коробку из них, если вы хорошо попросите. К счастью, линейные поляризаторы в этих очках выровнены так же, как и в старые времена строго линейных поляризационных очков, так что вы можете просто отломить наушники от пары очков и поместить их перед линзами вашего проектора с незначительной потерей светосилы. светлый.Затем убедитесь, что ваша аудитория использует круглые поляризационные очки. Так что же от этого выиграть? Только одно: уменьшение призрачных изображений из-за того, что зрители наклоняют головы, борясь с желанием заснуть. Во всех других отношениях, которые я могу придумать, круговые и линейные поляризаторы примерно одинаковы по светоотдаче, стоимости и четкости. Но очки Real-D очень хорошо спроектированы, чтобы быть прочными и удобными, ничуть не хуже качественных солнцезащитных очков.

Если ваш редактор даст мне больше места и больше предупреждений, я могу рассказать вам в следующем месяце о некоторых других интересных и творческих вещах, которые вы можете сделать с этими очками Real-D с круговой поляризацией.Так что не выбрасывайте их.

Вы можете узнать больше о поляризации и экспериментах, которые вы можете легко провести, по адресу:
http://www.lhup.edu/~dsimanek/scenario/labman3/polarize.htm.

Математическое изложение теории и множество хороших экспериментов, которые вы можете провести дома, см. на http://instructor.physics.lsa.umich.edu/int-labs/Chapter4.pdf.

Поставщики и ресурсы RF Wireless

О компании RF Wireless World

Веб-сайт RF Wireless World является домом поставщиков и ресурсов RF и Wireless.На сайте представлены статьи, учебные пособия, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тесты и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. д. Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP.Он также имеет академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и дисциплинам MBA.

Статьи о системах на основе IoT

Система обнаружения падения для пожилых людей на основе IoT : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падения для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падения IoT. Подробнее➤
Также см. другие статьи о системах на основе IoT:
. • Система очистки туалетов AirCraft • Система измерения удара при столкновении • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной розничной торговли • Система мониторинга качества воды • Система интеллектуальной сети • Умная система освещения на основе Zigbee • Умная система парковки на базе Zigbee • Умная система парковки на базе LoRaWAN.


Изделия для беспроводных радиочастот

Этот раздел статей охватывает статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE/3GPP и т. д. .стандарты. Он также охватывает статьи, связанные с испытаниями и измерениями, посвященные испытаниям на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF/PHY. СМ. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ >>.


Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH была рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Подробнее➤


Основные сведения о повторителях и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов повторителей, используемых в беспроводных технологиях.Подробнее➤


Основы и типы замираний : В этой статье рассматриваются маломасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные замирания, быстрые замирания и т. д., используемые в беспроводной связи. Подробнее➤


Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Подробнее➤


Основы интерференции и типы интерференции: В этой статье рассматриваются интерференция по соседнему каналу, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. д.Подробнее➤


Раздел 5G NR

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (новое радио), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. д. 5G NR Краткий справочник Указатель >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • БАЗОВЫЙ НАБОР 5G NR • Форматы 5G NR DCI • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Опорные сигналы 5G NR • 5G NR m-Sequence • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • MAC-уровень 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень PDCP 5G NR


Руководства по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводным сетям.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, беспроводная сеть, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. д. См. ИНДЕКС УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ >>


Учебное пособие по 5G . В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы, посвященные технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G. Диапазоны частот учебник по миллиметровым волнам Рамка волны 5G мм Зондирование канала миллиметровых волн 5G 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Архитектура сети 5G Сетевые интерфейсы 5G NR звучание канала Типы каналов 5G FDD против TDD Нарезка сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G ТФ


В этом руководстве по GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура кадров GSM или иерархия кадров, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM или настройка вызова или процедура включения питания, Вызов MO, вызов MT, модуляция VAMOS, AMR, MSK, GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы мобильного телефона, Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Читать дальше.

LTE Tutorial , описывающий архитектуру системы LTE, включая основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он предоставляет ссылку на обзор системы LTE, радиоинтерфейс LTE, терминологию LTE, категории LTE UE, структуру кадра LTE, физический уровень LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, Voice Over LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE advanced.➤Читать дальше.


Радиочастотные технологии

На этой странице мира беспроводных радиочастот описывается пошаговое проектирование преобразователя частоты на примере повышающего преобразователя частоты 70 МГц в диапазон C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, амортизирующие прокладки. ➤Читать дальше.
➤ Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Дизайн радиочастотного фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковых ➤Основы волновода


Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются ресурсы по контролю и измерению, контрольно-измерительное оборудование для тестирования тестируемых устройств на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для контрольно-измерительных приборов. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤ Измерения физического уровня ➤ Тестирование устройства WiMAX на соответствие ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤ Тест на соответствие TD-SCDMA


Волоконно-оптические технологии

Волоконно-оптический компонент основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. ИНДЕКС оптических компонентов >>
➤Учебное пособие по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤Основы SONET ➤ Структура кадра SDH ➤ SONET против SDH


Поставщики беспроводных радиочастотных устройств, производители

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики ВЧ-компонентов, включая ВЧ-изолятор, ВЧ-циркулятор, ВЧ-смеситель, ВЧ-усилитель, ВЧ-адаптер, ВЧ-разъем, ВЧ-модулятор, ВЧ-трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, осциллятор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексер, дуплексер, чип-резистор, чип-конденсатор, чип-индуктор, ответвитель, ЭМС, программное обеспечение RF Design, диэлектрический материал, диод и т. д.Поставщики радиочастотных компонентов >>
➤ Базовая станция LTE ➤ РЧ-циркулятор ➤РЧ-изолятор ➤Кристаллический осциллятор


MATLAB, Labview, Embedded Исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. СМ. УКАЗАТЕЛЬ ИСТОЧНИКОВ >>
➤ Код VHDL декодера от 3 до 8 ➤Скремблер-дескремблер Код MATLAB ➤32-битный код ALU Verilog ➤ T, D, JK, SR триггеры лабораторные коды


*Общая информация о здравоохранении*

Сделайте эти пять простых вещей, чтобы помочь остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙ ПЯТЬ
1. РУКИ: чаще мойте их 90 106 2. ЛОКОТЬ: Кашляй в него
3. ЛИЦО: Не трогай
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 1 метра друг от друга 90 106 5. ЧУВСТВУЙТЕ: заболели? Оставайтесь дома

Используйте технологию отслеживания контактов >> , следуйте рекомендациям по социальному дистанцированию >> и установить систему наблюдения за данными >> спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таких стран, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.


Радиочастотные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения. Они охватывают беспроводные технологии, такие как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. д. СМ. КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤ 5G NR ARFCN и преобразование частоты ➤ Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤ LTE EARFCN для преобразования частоты ➤ Калькулятор антенны Yagi ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR


IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

В разделе, посвященном IoT, рассматриваются беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT+, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики IoT, компоненты IoT и компании IoT.
См. главную страницу IoT>> и следующие ссылки.
➤РЕЗЬБА ➤EnOcean ➤ Учебник LoRa ➤ Учебник по SIGFOX ➤ WHDI ➤6LoWPAN ➤Зигби RF4CE ➤NFC ➤Лонворкс ➤CEBus ➤УПБ



СВЯЗАННЫЕ ПОСТЫ


Учебники по беспроводным радиочастотам



Различные типы датчиков


Поделиться этой страницей

Перевести эту страницу

Круговая поляризация

Круговая поляризация

Для фильмов RealD ® 3-D зрители должны использовать специальные очки, которые выглядят как солнцезащитные очки.Линзы представляют собой фильтры, которые либо блокируют свет с круговой поляризацией, либо преобразуют его в свет с линейной поляризацией, который затем виден. Изображение для правого глаза поляризовано вправо по кругу и блокируется левой линзой (и наоборот). При освещении сзади правое стекло создает правую круговую поляризацию, соответственно левое.

Для следующих изображений используются две пары очков RealD 3D.

Обратите внимание, что на левом изображении темные области не черные, а темно-фиолетовые.На среднем изображении, где повернуты первые очки, темная область имеет черный цвет . Если смотреть наискосок через противоположные очки, то виден сине-коричневый цвет.

Парадоксальные зеркальные образы

Наши глаза не приспособлены для обнаружения поляризации. Более того, свет с круговой поляризацией редко встречается в естественной среде. Поэтому следующие фотографии, кроме первой, кажутся странными.

В обоих рядах, на левом снимке стаканы размещены на глянцевой алюминиевой фольге, в среднем и правом — на черной стеклянной пластине.Фотографии во втором ряду сделаны с использованием правого стекла RealD в качестве фильтра перед объективом. Для правого изображения этот фильтр был повернут на 90°.

То, что вы видите, связано с тем, что поляризованный по кругу свет меняется при отражении от металлической поверхности, а свет, отраженный стеклянной пластиной, имеет линейную поляризацию при выбранном угле наблюдения.


Круговая поляризация

Справа: визуализация и сравнение света с круговой и линейной поляризацией.Винтовую волну можно интерпретировать как суперпозицию двух волн, поляризованных в ортогональных плоскостях, и относительный сдвиг на четверть длины волны. Без этого сдвига суперпозиция снова становится линейно поляризованной, как показано в нижней части рисунка. Стрелки представляют напряженность электрического поля.

Линейная поляризация может быть преобразована в круговую с помощью двулучепреломляющего слоя, так называемой четвертьволновой пластины или листа замедления. Если замедляющий лист состоит из растянутого пластика, молекулы полимера ориентированы в направлении растяжения, которое называется оптической осью или «медленной осью», так как скорость волны, колеблющейся в этом направлении («необыкновенный луч»), меньше чем у волны, колеблющейся перпендикулярно ей в направлении «быстрой оси» («обыкновенного луча»).Если запаздывание равно 90, что соответствует четверти длины волны, такое оптическое устройство называется четвертьволновой пластинкой.

Если теперь падающий свет линейно поляризован под углом 45° к оптической оси четвертьволновой пластинки, то уходящий свет имеет круговую поляризацию. И наоборот, круговая поляризация преобразуется в линейную с помощью пластины λ/4.

Правая круговая волна, слева представленная как сумма двух линейных волн, справа визуализированная анимацией, которая включается двойным щелчком мыши и выключается одним щелчком мыши.

(Три цифры взяты из Викисклада. [1], [2], [3], изменились только цвета)

Очковые линзы представляют собой горизонтальные линейные поляризаторы рядом с глазом, на которые наклеена замедляющая фольга. Для правого стакана его быстрая ось проходит сверху слева направо снизу, у левого стакана — снизу слева направо вверх.

Четвертьволновая пластина является именно «четвертью волны» только для одной длины волны.Лучший выбор для этого — максимальная чувствительность глаза, около 555 нм. Как следствие, левое стекло, которое должно блокировать правый круговой свет, пропускает немного длинноволнового (красного) и коротковолнового (синего) света; вместо черного в На рисунке 1 мы видим темно-фиолетовый цвет, представляющий собой смесь красного и синего. Соответственно, линейно поляризованный свет после прохождения пластинки λ/4 является точно круговым только для одной длины волны; для других длин волн остается небольшой процент противоположной хиральности.Визуализируя электрическое поле в фиксированной точке стрелкой, острие стрелки движется по эллипсу (эллиптическая поляризация).

В кинопроекции этого нежелательного примеси цвета можно полностью избежать. Необходимо только, чтобы поляризационный фильтр на проекторе был повернут на 90° по отношению к анализирующим фильтрам в очках. второй рисунок демонстрирует это. Вторая четвертьволновая пластинка нивелирует эффект первой, и экстинкция такая же хорошая, как у двух скрещенных линейных поляризаторов.

Если свет проходит через пластину замедления под косым углом, изменяется длина волны, для которой выполняется «условие λ/4». Эффект от этого можно увидеть в Рисунок 3. Объяснение немного сложное.

Проследим один луч: сначала он проходит линейный поляризатор, затем λ/4-слой поверх него, после небольшого расстояния по воздуху λ/4-слой и затем линейный поляризатор противоположной второй очковой линзы.

Две четвертьволновые пластины эквивалентны полуволновой пластине, которая преобразует горизонтальную линейную поляризацию в вертикальную, но опять же ровно только для одной длины волны (555 нм), что означает, что некоторое количество красного света и некоторое количество синего света могут проходить через сэндвич, поскольку видел в Фигура 1.

Очки в левой половине на рис. 3 наклонены относительно медленной оси, а в правой половине — относительно быстрой оси слоев торможения. При наклоне длина пути внутри пластин увеличивается, что увеличивает оптическую задержку. Наклон вокруг медленной оси, это единственный эффект, замедление становится больше. Когда наклон происходит вокруг быстрой оси, показатель преломления необыкновенного луча уменьшается, поскольку электрическое поле больше не параллельно оптической оси.Это более чем перевешивает увеличение длины пути, что приводит к чистому уменьшению замедления.

Если разность оптических путей увеличивается, красный свет блокируется все больше и больше, в то время как интенсивность проходящего синего света увеличивается, давая темно-синий цвет. В отличие от этого, уменьшение замедления пропускает больше красного и желтого света, в то время как синий блокируется сильнее, в результате чего получается коричневый (темно-оранжево-желтый).

На рис. 4 показаны очки, лежащие на глянцевой алюминиевой фольге.Ничего особенного не видно, зеркальное изображение несколько размыто, но в остальном выглядит так, как ожидалось. Это уже не так в рис. 5, где объект отражается от черной стеклянной пластины. Зеркальное изображение имеет более темные линзы, чем оригинал. Поворачивая очки вокруг (рисунок 6), это наоборот.

Для следующих трех изображений правая линза очков RealD 3D использовалась в качестве фильтра перед объективом камеры. На рис. 7 показано, что направление круглых лучей меняется при отражении от металлической поверхности.Синий цвет (вместо фиолетового) опять-таки из-за наклонного угла обзора.

Серое, облачное небо, которое отражает стеклянная пластина, выглядит желтоватым в цифра 8 и голубоватый в Рисунок 9. Почему?

Свет, отраженный стеклянной пластиной, имеет горизонтальную линейную поляризацию, так как угол отражения очень близок к углу Брюстера.

Четвертьволновая пластинка (фильтр перед объективом камеры) меняет поляризацию на круговую для λ = 555 нм.Для более длинных волн оптическая разность хода меньше λ / 4, что приводит к эллиптической поляризации с горизонтальной длинной осью эллипса. (Если запаздывание равно нулю, свет остается горизонтально поляризованным.) Для коротких волн смещение больше, чем λ/4, теперь более короткая ось, если эллипс горизонтален. Поэтому, видя через 3D-очки горизонтально поляризованный свет, пропускается более 50% длинных волн и менее 50% коротких, что сдвигает серый цвет в красновато-желтоватый.Поворот фильтра на 90° (Рисунок 9) (или наклонив голову в 3D-очках на ту же величину) свет, отраженный горизонтальной стеклянной пластиной, виден голубоватым.


Технология RealD описана на домашней странице RealD в соответствующем раздел.



Назад или на главную страницу «Происхождение цвета»


Импрессум Datenschutz

Реализация широкополосного и обратимого преобразователя линейной поляризации в круговую с ультратонкой однослойной метаповерхностью

Сначала рассмотрим теоретический анализ преобразователя поляризации LTC.Рассмотрим входящую плоскую волну, которая распространяется в направлении + z , электрическое поле которой можно выразить как

, где представляет ее частоту, волновой вектор и комплексные амплитуды. Параметр , известный как вектор Джонса, определяет состояние поляризации и общую интенсивность волны. Векторы Джонса линейно поляризованных и право- и левополяризованных волн могут быть записаны как , и , соответственно, с представлением угла между осью x и электрической составляющей линейно поляризованной волны.Прошедшее электрическое поле может быть впоследствии описано как

Падающее и прошедшее электрические поля связаны через матрицу Джонса T 36,37 , и это отношение может быть выражено как

Индексы f и lin указывают на распространение в прямом направлении (+ z направление) и специальное линейное основание с базовыми векторами, параллельными осям координат соответственно. Для среды, не имеющей эффекта преобразования линейной поляризации ( и равного нулю), прошедшее поле можно выразить как , можно определить, что для высокоэффективного преобразователя поляризации LTC с линейно поляризованной волной разность фаз между и должна быть равна , где n представляет собой нечетное число.Далее должно выполняться условие. Более того, для преобразователя поляризации CTL только разность фаз между и должна быть равна , где n также обозначает нечетное число, а это означает, что преобразователь поляризации LTC можно использовать в качестве преобразователя CTL.

Конструкция и характеристики

Для выполнения вышеуказанных условий и реализации высокопроизводительного широкополосного и обратимого LTC-преобразователя поляризации мы используем анизотропную оптическую резонансную моду метаповерхностного наностержня.Здесь мы предлагаем использовать однослойный массив золотых наностержней, толщина которого составляет 1/70 длины интересующей длины волны, для реализации желаемого преобразователя. На рис. 1 показана схема разработанной сверхтонкой метаповерхности, в которой в качестве подложки используется SiO 2 , а толщина золотого наностержня составляет 20 нм, а слой SiO 2 толщиной 20 нм покрывает наностержень. Покрытие SiO 2 на наностержне предотвращает интерференцию света на границе раздела воздуха и SiO 2 , вызванную анизотропной оптической резонансной модой одиночного наностержня.Полезно настроить режим анизотропного оптического резонанса так, чтобы он удовлетворял фазовому условию. Периоды элементарной ячейки составляют все P  = 620 нм по направлениям x и y , тогда как спроектированный наностержень имеет размеры длины L  = 560 нм и ширины W    9,00.

Рисунок 1

Художественное представление предлагаемой сверхтонкой метаповерхности. Устройство может преобразовывать циркулярно поляризованную волну в линейно поляризованную или линейно поляризованную волну с зависящим от длины волны углом поляризации электрического поля в циркулярно поляризованную в режиме передачи.

Для изучения этой ультратонкой метаповерхности было проведено численное моделирование с использованием программного пакета CST Microwave Studio 38 . В нашем моделировании показатель преломления SiO 2 был установлен равным 1,47. Диэлектрическая функция золота определялась модой Друде с плазмонной частотой и постоянной затухания   39 . Для учета поверхностного рассеяния, зернограничных эффектов в тонкой золотой пленке и неоднородного уширения мы использовали константу затухания, которая в три раза превышала константу затухания в объеме 40,41,42 .Периодические граничные условия были заданы вдоль направлений x и y , представляющих периодическую структуру, и открытая (идеально согласованная слой) граница была определена в направлении z для падения и прохождения световой волны.

Перед анализом работы широкополосного и обратимого преобразователя поляризации LTC мы определили оптические свойства золотого наностержня для нормально падающей линейно поляризованной волны с направлением поляризации вдоль осей x — и y — в указанном порядке .Смоделированные квадраты модулей коэффициентов пропускания и показаны на рис. 2(а) в зависимости от длины волны. Ортогональные моды оптического резонанса возбуждаются на более высоких и более низких длинах волн. Золотой наностержень действует как анизотропный оптический резонатор с высокой дисперсией. На рис. 2(б) показана разность фаз между коэффициентами пропускания и эта разность фаз точно равна в диапазоне длин волн от 1100 до 2000 нм, тем самым выполняется фазовое условие, необходимое для работы устройства в качестве идеального сверхтонкого высокопроизводительного широкополосного ЛТП. преобразователь поляризации.Рис. 2 художественная визуализация преобразования поляризации CTL для сверхтонкой метаповерхности. Волна с круговой поляризацией, распространяющаяся вперед, может быть эффективно преобразована в волну с линейной поляризацией с зависящим от длины волны углом поляризации электрического поля (угол между направлением поляризации электрического поля и осью x ) в широкополосном режиме.На рис. 3(b,c) показаны смоделированные отношения амплитуд и разность фаз электрических составляющих переданной волны для падающих волн с правой и левой круговой поляризацией соответственно в зависимости от длины волны. Очевидно, ультратонкая метаповерхность удовлетворяет указанным выше условиям преобразования поляризации ЦТЛ; передаваемая разность фаз между компонентами электрического поля вдоль осей x и y составляет точно −180° или 0° для падающих волн с левой и правой круговой поляризацией соответственно.То есть фазовая задержка электрической составляющей прошедшей волны вдоль оси y точно равна . Поскольку отношение амплитуд зависит от длины волны, угол поляризации электрического поля передаваемой волны имеет дисперсионный характер. Для исследования состояния поляризации прошедшей волны угол азимута поляризации и угол эллиптичности используются для характеристики ориентации и формы эллипса поляризации. Угол определяет направление главной оси эллипса поляризации, тогда как угол определяет эллиптичность.Параметры и могут быть получены из выражений

Рисунок 3

( a ) Художественная визуализация преобразования круговой поляризации в линейную (CTL) для спроектированной сверхтонкой метаповерхности. Волна с круговой поляризацией, распространяющаяся вперед, может быть эффективно преобразована в волну с линейной поляризацией в широкополосном диапазоне. ( b ) Смоделированное отношение амплитуд и ( c ) смоделированная разность фаз электрической составляющей переданных волн для падающих волн с правой и левой круговой поляризацией соответственно в зависимости от длины волны.

где представляет отношение амплитуд, определяемое как . На рис. 4(a,b) показаны рассчитанные углы азимута поляризации и углы эллиптичности прошедшей волны как функции длины волны для падающих волн с левой и правой круговой поляризацией соответственно. Углы эллиптичности прошедшей волны для падающих волн с левой и правой круговой поляризацией точно равны нулю, что означает, что прошедшая волна идеально линейно поляризована и что это преобразование поляризации CTL работает в диапазоне длин волн от 1100 нм до 2000 нм.Азимутальный угол демонстрирует дисперсию, что означает, что главная ось эллипса поляризации прошедшей волны изменяется в зависимости от длины волны от -20° до -80° или от 20° до 80° для волн, падающих по кругу слева и справа, соответственно. Полные спектры пропускания, отражения и поглощения для падающих волн с левой и правой круговой поляризацией показаны на рис. 4 (c, d) соответственно. Поглощение минимальное, а передача стабильная и составляет более 40% по всему спектру; этот результат доказывает, что предложенная сверхтонкая метаповерхность может быть использована в качестве преобразователя поляризации CTL без потерь в режиме передачи.Рис. 4 Спектры пропускания, отражения и поглощения метаповерхности наностержня для ( c ) левой и ( d ) падающих волн с правой круговой поляризацией.

Из-за дисперсии отношения амплитуд электрического поля прошедшей волны указанные выше условия идеального преобразования поляризации ЛТК могут быть выполнены только для узкой полосы пропускания при заданном угле поляризации электрического поля падающей волны.Художественное изображение преобразования поляризации LTC для этой сверхтонкой метаповерхности показано на рис. 5(а). Изменяя угол поляризации электрического поля падающей волны с дисперсией отношения амплитуд, преобразование поляризации LTC может быть реализовано в широкополосном режиме. Для иллюстрации влияния угла поляризации электрического поля падающей волны на прошедшую волну на рис.5(б,в) соответственно. Черные линии на рис. 5(b,c) обозначают точки, соответствующие углу эллиптичности, точно равному −45° или 45°, с интенсивностью передачи более 30% (на что указывают области серого цвета). Эти результаты означают, что передаваемая волна имеет точную круговую поляризацию и что эта сверхтонкая метаповерхность может быть подходящим образом использована в качестве преобразователя поляризации LTC без потерь в диапазоне длин волн от 1170 нм до 1590 нм с зависящим от длины волны углом поляризации электрического поля падающей волны.Кроме того, волны как левой, так и правой круговой поляризации могут быть получены при противоположных знаках угла поляризации электрического поля линейно поляризованной падающей волны. Следует отметить, что условия преобразования поляризации LTC могут быть выполнены при ширине полосы длин волн 15 нм в затененных областях (на рисунке) при заданном угле поляризации электрического поля с углом эллиптичности более −44° или 44° и интенсивность передачи более 30%, что также способствует практическому применению.Соответственно, условия для преобразования поляризации LTC все же могут быть выполнены для заданной длины волны падающего света при изменении требуемого угла поляризации электрического поля в пределах ±3°. Теоретически предсказанные состояния поляризации падающей и прошедшей волн в плоскости, перпендикулярной волновому вектору, при 1272, 1339, 1414 и 1497 нм для различных углов поляризации электрического поля падающей волны (−50°, −45°, −40° , −35°, 50°, 45°, 40°, 35°) показаны на рис. 6. Красные и синие линии обозначают падающие волны с линейной поляризацией и пропускание с круговой поляризацией соответственно.Круглая форма диаграмм поляризации подтверждает, что передаваемая волна имеет высокую степень круговой поляризации, тем самым демонстрируя, что предлагаемая сверхтонкая метаповерхность обеспечивает высокоэффективное широкополосное преобразование поляризации LTC без потерь.

Рис. 5

( a ) Художественное представление преобразования линейной поляризации в круговую (LTC) для спроектированной сверхтонкой метаповерхности. Распространяющаяся вперед линейно поляризованная волна с зависящим от длины волны углом поляризации электрического поля может эффективно преобразовываться в широкополосную волну с круговой поляризацией.( b ) Дисперсия угла эллиптичности и ( c ) интенсивности прошедшего света для линейно поляризованной падающей волны, показывающая влияние направления поляризации электрического поля падающей волны на проходящую волну. Черные линии обозначают точки с углом эллиптичности, точно равным -45° или 45°, с интенсивностью передачи более 30% (как показано областями серого цвета).

Рисунок 6

Теоретически предсказанные состояния поляризации в плоскости, перпендикулярной волновому вектору, на длинах волн 1272, 1339, 1414 и 1497 нм для различных углов поляризации падающего электрического поля (−50°, −45°, −40°, − 35°, 50°, 45°, 40°, 35°).Красная и синяя линии указывают на падение с линейной поляризацией и передачу с круговой поляризацией соответственно.

Большинство ранее продемонстрированных преобразователей поляризации были реализованы путем оптимизации структурных параметров одного изолированного резонансного строительного блока; такая установка сдерживается высокими требованиями к точности параметров структуры, что невыгодно для практического применения с точки зрения требуемой нанофабрикации. Предлагаемое широкополосное и обратимое преобразование поляризации LTC реализуется посредством индукции анизотропной моды оптического резонанса золотого наностержня, и наша простая установка не ограничивается требованиями высокой точности параметров структуры.В этом контексте, чтобы исследовать влияние длины ( L ) и ширины ( W ) наностержня на характеристики преобразования поляризации, мы построили график дисперсии интенсивности и угла эллиптичности прошедшего света для правополяризованной падающей волны в зависимости от L и W на рис. 7. Очевидно, что дисперсия интенсивности и угол эллиптичности прошедшей световой волны остаются постоянными даже при изменении длины или ширины наностержня в достаточно большом диапазоне.Рисунок 7 (L) и ширина (W) наностержня.

Стоит отметить, что Zhao et al. использовал два ортогональных наностержня для достижения преобразования поляризации из круговой в линейную 33 , что в основном реализуется путем пересечения двух кривых пропускания между резонансными провалами.Высокопроизводительный преобразователь линейной поляризации в круговую без потерь в нашем исследовании является широкополосным и обратимым, что достигается за счет адаптации световой интерференции в субволновом масштабе путем индуцирования анизотропной оптической резонансной моды одиночного наностержня. Более того, предлагаемая сверхтонкая метаповерхность ослабляет строгие требования к высокой точности структурных параметров в общих метаповерхностях, сохраняя при этом характеристики преобразования поляризации.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

.

Станьте первым комментатором

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.