Тема: Измерение угла и типа поляризации

[barbucha]

Измерение угла и типа поляризации
можно ли измерить угол поляризации например луча лазера при помощи такой сземы

луч лазера расщепить луч на 2 и направить его на 2 фотодиода перед ними поляризационные фильтры один относительно другого на 90 градусов
угол поляризации вычислять арктангенс ( амплитуда фотодиода 1 / амплитудп фотодиода 2)

[Gall]

Можно. Но не очень точно, потому что отражение зависит от поляризации, а фотодиоды немного разные. Гораздо лучше крутить единственный поляризатор и измерить зависимость от угла. И проще, кстати. Просто постройте график зависимости тока фотодиода от угла поворота, а потом разберетесь. Читайте про закон Малюса.

[barbucha]

эта формула планируется для программы вычисляющей угол поляризации для каждого пиксела фотографии. Потом каждому углу дать определенный цвет и теоретически получится камера показывающая поляризацию.

Вы знакомы с формулой
P = (I 0 * I 90 + 2 * I 45) / I0 + I 90
это якобы формула вычисления степени поляризации света
где есть 3 фотодиода перед которыми стоят поляризационные фильтры 0  45 90 градусов

[Gall]

Ну, я бы даже "формулой" это назвать постеснялся - это просто скалярное произведение с нормировкой. Ее вывести в уме можно. Я не проверяю эту формулу, но, кажется, она верна.

Я бы постарался избежать использования НЕСКОЛЬКИХ фотодиодов. Лучше ОДИН. У фотодиодов большой разброс характеристик, а любые зеркала-делители при отражении делят чуть-чуть в зависимости от поляризации (закон Брюстера немного примешивается). Если взять один фотодиод и один поляризатор, проблем не будет.

Как бы я сделал. Берем поляризатор (один) и крутим моторчиком (можно крутить быстро). Ставим фотодиод, с него снимаем сигнал. На поляризаторе делаем датчик положения - например, щель и оптопару, по импульсам с датчика синхронизируем развертку осциллографа, а на вход Y идет сигнал с фотодиода. Потом - скалярное произведение. Это очень точный метод. Он еще точнее, если взять не поляроид, а какую-нибудь призму Николя или Глана.

[barbucha]

если это будут 3 ПЗС матрицы синхронизированные по кадрам и пикселам?

[Gall]

если это будут 3 ПЗС матрицы синхронизированные по кадрам и пикселам?

Легко. Можно КМОП-матрицы.

Беда в том, что у ПЗС-матриц разброс параметров еще больше. Как я уже говорил в соседней теме, я бы советовал взять все-таки одну матрицу и последовательно сменять фильтры, а не мучаться с совмещением трех кадров трех разных матриц. Вообще зачем делать три узла, когда можно сделать один и включить три раза?

Если нужно круговую поляризацию, то каналов надо 4. Если хочется еще и цвет, особенно в ИК- и УФ-области, каналов потребуется больше. Если взять одну камеру, на ее объектив можно хоть сотню сменных фильтров на поворотных дисках навесить. Как на фотоувеличителе для цветокоррекции - знаете? И снимать, соответственно, хоть в сотню каналов. Лишь бы объект за время съемки не двигался сильно.

[barbucha]

P = (I 0 * I 90 + 2 * I 45) / I0 + I 90

если I0 + I 90  = 0
что тогда?

[Gall]

Очевидно, что тогда I0 = -I90, и это можно подставить в формулу. Получится
P = (-I0^2 + 2 * I 45) / I0 - I0 = 2*(I45/I0 - I0).
Только в формуле, кажется, ошибка. Потому что в ней из дроби, в которой на I0 делится (размерность дроби - единица) вычитается I90, размерность которой - какие-то физические единицы (неважно какие), но не единица. Так быть не должно. Похоже на опечатку или ошибку.

[barbucha]

забыл скобки

P = (I 0 * I 90 + 2 * I 45) / (I0 + I 90)

делить на 0 нельзя
что будет если число поделится на 0

[Gall]

забыл скобки

P = (I 0 * I 90 + 2 * I 45) / (I0 + I 90)

Ага, так больше похоже на правду. Но все равно непохоже, потому что теперь в числителе первое слагаемое - произведение двух I (то есть квадрат интенсивности), а второе слагаемое - просто I. Так тоже не должно быть, опять размерность не сходится.

делить на 0 нельзя
что будет если число поделится на 0

Это не так страшно в физике, как в математике.
В физике надо вместо нуля представить очень маленькое, но ненулевое число. Тогда все становится ясно. В этой формуле есть два варианта: либо P устремится к бесконечности, либо (что на самом деле и будет) - числитель дроби будет тоже близок к нулю. Это и неудивительно. Решается это просто - взять предел дроби, устремив знаменатель к нулю. Мы знаем, как выразить I45 через I0 и I90 в ситуации, когда I0=-I90 (из закона Малюса), поэтому предел берется.

Как появится время (не знаю, когда появится) - сам сяду и выведу эту формулу.