Тема: Поляризационная видеокамера

[Gall]

Уверен что 1/4 Проверял поляроидами, далее буду проверять с помощью фотодиода.  во всяком случае полуволновую в двд-рв не могли поставить.

Проверки на глаз поляроидами достаточно. Если она ведет себя как четвертьволновка (при определенном угле поворота превращает линейную поляризацию в отсутствие линейной поляризации, а при определенном - нет), значит, так оно и есть.

Пластинка сделана из двух склеенных пластин, значит нулевого порядка а множественного делают из одной пластины толщиной, создающей разность хода (2N+1)/4 длины волны.

А вот это не факт. Вполне возможно, что одна пластина - четвертьволновка множественного порядка, а вторая - просто дифрешетка. Это даже более вероятно - наносить штрихи решетки на кварц четвертьволновой пластинки трудно, скорее всего ее сделали отдельно и приклеили.

всего у меня 4 пластинки и все нулевого порядка, интересно зачем такая точность для двд-рв

Незачем. Порядок скорее всего множественный, а склейка - это дифракционная решетка приклеена. Если не жалко, можно попытаться одну сломать и исследовать свойства половинок. (Аккуратно расщепить и удалить дифрешетку скорее всего не удастся, приклеено наверняка на цианоакрилат, поэтому именно "сломать" и испортить навсегда). Если жалко, в принципе можно измерить порядок пластинки, но без хорошей лаборатории это ОЧЕНЬ трудно.

[barbucha]

можно ли сравнить пластинки с линией задержки которая использовалась в ламповых телевизорах или в наушниках. Где от наушника шел длинный шланг  по которому звук шел к другому уху только с временной задержкой.

[Gall]

Да - почти. С ДВУМЯ РАЗНЫМИ линиями задержки.

Линия задержки - это, например, обычное стекло. Свет в стекле идет примерно в полтора раза медленнее, чем в вакууме или в воздухе.

*волновая (она же фазовая, она же двупреломляющая) пластинка - это две параллельных линии задержки на ту и на другую поляризацию. С РАЗНЫМ временем задержки. Разным ровно настолько, чтобы набежала четверть или половина волны.

Поскольку за преломление в веществе отвечает как раз скорость света, при косом падении на двупреломляющие вещества луч света разделяется по своим поляризациям в пространстве. Изображение в неполяризованном свете через такие вещества двоится.

Это природный исландский шпат. В оптике именно из него и из похожих на него веществ делают призмы Николя, 1/4-волновые пластинки и так далее. Только берут не природное вещество, а искусственно выращенное, чтобы избежать любых примесей и дефектов.

[barbucha]

в магазинах на фотоаппараты продаются циркулярные поляризационные фильтры
на какой диапазон там может быть 1/4 пластина и под каким углом относительно поляризационного фильтра она стоит?

может ли быть правдой что такая пластина на весь видимый диапазон может быть толщиной несколько сантиметров?

[Gall]

в магазинах на фотоаппараты продаются циркулярные поляризационные фильтры
на какой диапазон там может быть 1/4 пластина и под каким углом относительно поляризационного фильтра она стоит?

Здесь это очевидно: на большую часть видимого диапазона (точная 1/4 волны на зеленом и приблизительная на красном и на синем). Взаимное расположение - под круговую поляризацию, то есть на 45 градусов относительно линейного поляризатора.

В принципе в фотофильтрах реально нужен только линейный поляризатор, поэтому качество фазовой пластинки никого не волнует. Линейный поляризатор нужен, чтобы видеть поляризацию света, отраженного от воды и стекла (и отчасти света от неба), это позволяет управлять соотношением "отражение-прохождение" при съемке. Можно, например, сфотографировать только гладь воды или только предметы на дне на выбор. Фазовая пластинка на фильтрах для старых фотоаппаратов не ставилась вообще, а в новых она нужна только потому, что автоматика некоторых фотоаппаратов от линейно поляризованного света глючит. Несмотря на это, по факту качество фазовой пластинки неплохое, глазом и обычной камерой от "идеальной" она почти неотличима.

Чтобы регистрировать круговую поляризацию, достаточно перевернуть фильтр задней стороной наружу. Левый там круг или правый - определить один раз экспериментально. Для этого потребуется добыть круговую поляризацию известного направления. В принципе левый и правый круги можно различить по показателю преломления раствора натурального сахара - там преимущественно левый оптический изомер.  Неудобно только.

У фотографических поляризаторов (как и у любых других тонких) главный недостаток - они пленочные, на основе специальных красителей. У них и поляризация не 100%, и спектральный диапазон чуть меньше, чем весь видимый свет. Хорошие поляризаторы - те, которые на основе двупреломления. (Грубо говоря, берем исландский шпат, он разные поляризации по-разному преломляет, комбинируем его с косой отражающей поверхностью, чтобы один из лучей прошел, а другой отразился - это "призма Глана" называется, ну и призма Николя примерно так же устроена). Но они дорогие, толстые и опять же для большинства задач это из пушки по воробьям.

может ли быть правдой что такая пластина на весь видимый диапазон может быть толщиной несколько сантиметров?

Да - это зависит от требуемой точности. Грубо говоря, можно линейку сделать из дерева, а можно из платино-иридиевого сплава. Тут то же самое: если мы хотим очень-очень точную четверть волны на весь видимый диапазон, пластина будет толстой. Мы можем сэкономить, если возьмем вещество с более сильным двупреломлением, тогда пластина будет совсем тонкой, но появится паразитная зависимость от длины волны, неточность соблюдения 1/4 и так далее.

На самом деле для визуального наблюдения (глазом, камерой и т.п.) вся эта точность не нужна. Камера все равно грубее. Поэтому можно обойтись тонкой пластиной (и фотографы обходятся). Вот если мы вдруг захотим работать с поляризацией с точностью 0.01 градуса, тогда нам потребуется хороший поляризатор (уже не поляроид) и хорошая пластинка. Но тогда и про камеру можно забыть - образец тоже должен быть хорошим, мы его будем специально вырезать, специально готовить и приклеивать к держателю. Это уже совсем другая техника и другие принципы работы.

[barbucha]

Если взять линейный поляризатор и покрутить, то максимум и минимум его прозрачности будут как раз соответствовать большой и малой полуосям эллипса. Если не крутить, то надо делать систему из 3 фильтров, которую уже обсуждали: измеряем эллипс по вертикали, горизонтали и диагонали, вычисляем его размеры и положение. И еще один фильтр потребуется, чтобы отличить левую поляризацию от правой.

Например, если максимум на 10 градусах, а минимум на 100 градусах, это значит, что эллипс наклонен на 10 градусов. Величины яркости на максимуме и минимуме (точнее, квадратные корни из них) и есть полуоси эллипса. Например, если максимум 5, а минимум 0, то это линейно поляризованный свет интенсивностью 5. Если максимум 3 и минимум тоже 3 (то есть вообще ничего не меняется), это круг.

если будет система из 3 фильтров под углами 0 45 и 90 то можно будет вычислить по ранее приводимой формуле угол поляризации от 0 до 180
как в этом случае вычислить яркость при 10 и 100 градусах
или это нужно совсем другие формулы?

[Gall]

Формулы и те же, и не те же. Вот в каком смысле.

Для любого поляризатора интенсивность проходящего через него линейно-поляризованного света равна
I = I₀*cos²(a),
где I₀ - интенсивность света до поляризатора, a - угол между поляризацией света и положением поляризатора. Это закон Малюса. Если угол 0, то косинус равен 1, то есть свет проходит полностью. Если угол 90 градусов, то косинус 0, свет вообще не проходит. Речь идет, повторяю, об угле МЕЖДУ поляризацией света и положением поляризатора.

По этой формуле можно было бы вычислить угол, но мы не знаем I₀. И к сожалению простого способа измерить I₀ тоже нету, потому что в ней надо учитывать еще потери от бликов, неидеальную прозрачность стекол и так далее. Поэтому мы поступаем хитрее: вместо I₀ измеряем I при другом положении поляризатора.

Обозначим искомый угол поляризации x. Поставим первый поляризатор под углом p₁. Интенсивность прошедшего через него света
I₁ = I₀*cos²(x-p₁).
Поставим рядом еще одну такую же конструкцию, но с поляризатором под углом p₂. В ней будет
I₂ = I₀*cos²(x-p₂).
Можно поставить третью, четвертую и так далее конструкции. Измерим фотоэлементами (или камерой) I₁, I₂ и так далее. Теперь нам не надо знать I₀, чтобы найти x. Надо просто подставить I₁, I₂, p₁, p₂ и решить получившуюся систему уравнений.

Если p₁ и p₂ отличаются ровно на 90 градусов, то получившаяся система уравнений решается просто карандашиком на бумаге. Для поляризаторов под углами 0 и 90 градусов формулу я уже выводил. Для 10 и 100 градусов это тоже так, и та же формула годится, только надо будет прибавить 10 градусов к числу в ответе. А вот если захочется поставить поляризаторы косо, например под углами 11.5 и 76.1 градуса, тогда решение системы уравнений будет некрасивым (но все равно будет).

Если поляризаторов всего два, то в решении будет неопределенность из-за того, что косинус в квадрате, то есть знак косинуса мы не знаем. Тем самым мы иногда получаем сразу два варианта ответа. Поэтому нам потребуется третий поляризатор под третьим углом. Можно взять и четвертый, и пятый и так далее. Только тогда в силу погрешности измерения I система уравнений станет противоречивой, и точно решить ее будет нельзя. Решать придется приближенно, наименьшими квадратами. Так на самом деле даже лучше, потому что общая погрешность при этом уменьшается, но математика становится чуть-чуть сложнее.

Чтобы решить систему уравнений в общем случае (для произвольного числа поляризаторов под произвольными углами), надо расписать косинусы по формулам сложения, раскрыть квадраты и раскрыть все скобки, получившуюся систему решить методом на выбор (см.: Калиткин, "Численные методы"). Другой хороший способ - построить итерационную схему для поиска минимума невязки.

[товарищ мышъ]

отрывок из книги А.Е.Акимов, Г.И.Шипов

ТОРСИОННЫЕ ПОЛЯ
Торсионная геофизика
На фундаментальном уровне, как уже отмечалось, природа торсионных полей связывается с классическом спином
...
(продолжение цитаты удалено модератором, чтобы не загромождать форум - желающие найдут его по первым строкам. -- Gall

Камрад не надоело ли Вам жуликов и маразматиков цитировать? Всёж сей форум про лазеры, а не идиотство хватит лженаучный бред гонять ....

[Gall]

Не трогай осиное гнездо Больше месяца прошло уже

[barbucha]

товарищ мышъ посмотрите раздел в котором открыта эта тема там пишет

Оффтоп
Мировое правительство , НЛО, теория заговоров, флуд, БэПэ и прочее.

какое отношение к лазерам имеет нло и теория заговоров?

поляризационная камера например имеет прямое отношение
это прибор сканирующий поляризацию лазерного луча.

мне должны дать документацию на различные лазеры
но выкладывать сюда не собираюсь
так как благодарность это рейтинг  - 10

[barbucha]

I1 = I0*cos2(x-p1).

х это угол который мы ищем?

чтобы закрыть тему поляризационной камеры могли бы вы написать формулы для таких условий
фотографируем поляризацию под углами 0   45   90 градусов
+ 1/4 пластина
это 4 показателя
I0   I45   I90  IK
при помощи формул нужно вычислить  R1 и R2 это радиусы эллипса
T направление по часовой стрелке или против или если линейная поляризация то нет направления тоесть будет 3 варианта

Alpha - угол поляризации



датчик это 1 пиксел видеокамеры на которой стоит фильтр который крутят

говорили что поляризационный фильтр пропускает свет по ширине 5 - 10 градусов
поэтому нет смысла двигать поляризатор меньше чем на 5 градусов
это так?

[barbucha]

Прозрачные предметы, находящиеся под углом (особенно волны на воде) будут видны по-разному в зависимости от угла - и очень четко.

если сделать аквариум и в него положить источник звука например ультразвуковую стиральную машину и включить, а потом снимать поляризационной видеокамерой
можно будет увидеть цветную картинку где цвета будут показывать углы поляризации?

Что значит выражение акустико оптические фильтры?

Достаточно одного любого поляризатора, но ориентация его должна быть согласована с ориентацией 1/4-волновки.

тоесть пластина относительно поляризатора должна стоять на 45 градусов?
как определить где 0 градусов поляризатора и 0 градусов 1/4-волновки?

Вместо того, чтобы снимать четвертьволновую пластинку, ее можно просто повернуть так, чтобы ее ось была параллельно оси поляризатора - тогда она не влияет на свет. А потом повернуть под 45 градусов, и она заработает.

сделал насадку на видеокамеру где стоят 2 поляризационных фильтра
их можно крутить в диапазоне от 0 до 120 градусов
если один фильтр убрать и в место него поставить 1/4 пластину  то ее нужно всегда держать на 45 градусов относительно поляризационного фильтра чтобы она не влияла на снимки с 0   45 и 90 градусов ?
на каком угле ее активировать чтобы получить 4 снимок?

"Циркулярный" - это обычный, склеенный с пластинкой 1/4 волны (со стороны фотоаппарата). В фотографии их используют, потому что у цифровых фотоаппаратов бывает паразитная чувствительность к линейной поляризации, в результате экспонометр ошибается. Если на такой поляризатор светить "снаружи", получится циркулярно поляризованный свет, а если "изнутри", то линейно. А фильтруют они наоборот - если снаружи, то линейно, а если изнутри, то циркулярно.

тоесть если на фонарик надеть циркулярный поляризатор то свет станет линейно поляризованным, а если поставить другой стороной то будет круговая поляризация?

[Gall]

I1 = I0*cos2(x-p1).

х это угол который мы ищем?

Да.

чтобы закрыть тему поляризационной камеры могли бы вы написать формулы для таких условий
фотографируем поляризацию под углами 0   45   90 градусов
+ 1/4 пластина
это 4 показателя
I0   I45   I90  IK
при помощи формул нужно вычислить  R1 и R2 это радиусы эллипса
T направление по часовой стрелке или против или если линейная поляризация то нет направления тоесть будет 3 варианта

А вывести из закона Малюса?.. Или школьную алгебру совсем уже не помним?

I0 = R1*cos^2(a) + R2*sin^2(a)
I90 = R1*sin^2(a) + R2*cos^2(a)
I45 = R1*cos^2(a+pi/4) + R2*sin^2(a+pi/4)
IK = R1 + R2

Выводил в уме, мог перепутать знак, так что проверяйте.

говорили что поляризационный фильтр пропускает свет по ширине 5 - 10 градусов
поэтому нет смысла двигать поляризатор меньше чем на 5 градусов
это так?

И да и нет. Если просто двигать и мерять, то толку никакого. Если же схитрить и собрать СТАТИСТИКУ по малым изменениям, потом можно сделать математическую обработку (довольно сложную) и повысить точность до долей градуса. Превращение систематической погрешности в случайную - помните?

если сделать аквариум и в него положить источник звука например ультразвуковую стиральную машину и включить, а потом снимать поляризационной видеокамерой
можно будет увидеть цветную картинку где цвета будут показывать углы поляризации?

Зачем ультразвук? От него волны слишком мелкие будут, лучше просто пальцем воду шевелить - будет четкий и хорошо видимый эффект.
Но видимый НЕ по углу поляризации. Углов всегда будет ровно два - 0 и 90. Здесь надо ПРОСТО смотреть через ОДИН поляризатор и
подобрать его наилучшее положение.

Что значит выражение акустико оптические фильтры?

Фильтры, рельеф которых не создан навечно на заводе, а создается временно ультразвуком (за счет волн на поверхности и т.д.)

тоесть пластина относительно поляризатора должна стоять на 45 градусов?

Если говорить об их осях, то да. А если просто о стекле, то сложить вместе и все.

как определить где 0 градусов поляризатора и 0 градусов 1/4-волновки?

Поляризатор проверить по эталонному поляризатору. Если такового нет, стекло под углом Брюстера всегда дает известное направление поляризации.

1/4-волновку поставить после поляризатора и крутить. Положение, при котором она "не влияет" - это 0. Положение, при котором она "уничтожает поляризацию" - это 45.

При просмотре через поляризатор всегда ищите положение минимума прохождения света, а не максимума. Потом прибавляйте 90 градусов. Минимум виден гораздо точнее.

на каком угле ее активировать чтобы получить 4 снимок?

На любом. Как удобнее.

тоесть если на фонарик надеть циркулярный поляризатор то свет станет линейно поляризованным, а если поставить другой стороной то будет круговая поляризация?

Да.

А еще бывают фильтры, которые разную поляризацию красят в разный цвет. http://www.cokin.co.uk/pages/pola2.htm
Только после этих фильтров поляризация не поймешь какая - там фазовые пластинки сложно скомбинированы (и неизвестно, как именно). Нормально их использовать можно только "по назначению" - смотреть через них.

[barbucha]

И - еще один фокус. Вместо всех этих сложностей с матрицами и поляризаторами можно поступить тупо. Взять несколько поляризаторов, скомбинировать их с цветными светофильтрами и снять на цветную камеру. Теперь каждая поляризация будет выкрашена своим цветом совершенно естественным путем.

физически каждая из 3 матриц подключена к 3 лучевым трубкам кинескопа
поэтому цветные фильтры не нужны

[Gall]

Вообще поляризация света обычно несет только одну информацию - под каким именно углом этот свет отразился или прошел сквозь вещество. На прозрачных веществах это позволяет четко увидеть слабо видимый рельеф поверхности или наоборот, сделать блики от поверхности невидимыми.


Убираем одну поляризацию - исчезают блики от воды, становится видно дно. Если сделать наоборот, будет видно только отражение и не будет видно дна. Причина только в том, что на поверхность воды и на дно свет приходит из разных мест и, соответственно, под разными углами.

Никакой другой интересной информации в поляризации нет. Поэтому определять полуоси эллипса или направление круговой поляризации нет особого смысла. Тем более что в природе вообще круговая поляризация почти никогда не встречается.