Polarizace světla. - lineární a eliptická polarizace světla - polarizátory, polarizační mikroskop - koherentní a nekoherentní skládání světla - GDx aplikovaná optika 2 Polarizace světla. GDx. Malusův zákon – popisuje průběh intenzity původně nepolarizovaného světla po průchodu dvěma polarizátory, vzájemně otočenými o úhel :δ I=I0 cos 2 ϑ “nezničitelnost” elipticky polarizovaného světla – není možné nalézt konfiguraci, v rámci které by použití jednoho polarizátoru zcela potlačilo elipticky (kruhově) polarizovanou vlnu: protože má elipticky polarizovaná vlna v každém okamžiku alespoň část ze složek Ex a Ey, podaří se pro libovolné natočení polarizátoru najít nenulový průmět využívá se v polarizačním mikroskopu při pozorování dvojlomných vzorků, nebo v Kerrově cele Malusův zákon - účinek lineárního polarizátoru na dopadající světlo Lineární polarizátor – propouští pouze světlo lineárně polarizované v jenom směru tento směr nazýváme směrem orientace polarizátoru Činnost polarizátoru lze vysvětlit jako kolmý průmět složek Ex a Ey do směru orientace polarizátoru a následné složení těchto dvou příspěvků ⃗p ⃗E ϑ ϕ Ex Ey x y při konstrukci průmětu nedbáme ani na vzájemný fázový posun složek, ani na jejich okamžité hodnoty – konstruujeme vždy z maximálních výchylek Polarizační mikroskop metoda vhodná k pozorování dvojlomných vzorků využívá skutečnosti, že elipticky polarizované světlo projde alespoň částečně každým lineárním polarizátorem základ metody: zkřížené polarizátory, mezi které klademe vzorek; dokud není vzorek přítomen, nepozorujeme žádnou intenzitu světla prošlého systémem Situace mezi polarizátorem a vzorkem po jeho vložení: (předpokládáme, že optická osa dvojlomného vzorku leží v rovině dopadu světla na vzorek) polrizovanou vlnu rozložíme na směr rovnoběžný s optickou osou a na směr na ni kolmý Každá z vln postupuje krystalem samostatně; protože jejich amplitudy jsou na sebe vzájemně kolmé, nemají tendenci skládat se. Polarizační mikroskop Situace mezi vzorkem a analyzátorem (předpokládáme, že optická osa dvojlomného vzorku leží i v rovině výstupu světla ze vzorku) Analyzátor propustí pouze kolmý průmět každé z vln do svého směru Za analyzátorem již obě vlny kmitají ve stejném směru, a proto by v principu mohly interferovat. Zda k tomu dojde nebo ne, rozhodne překrytí vlnových klubek a to zpětně závisí na kvalitě hraničních ploch dvojlomného vzorku. My budeme pro jednoduchost uvažovat, že k interferenci nedojde. Potom je celková intenzita rovna součtu Intenzit jednotlivých vln a dostáváme Budeme-li tedy otáčet vzorkem na podložce, během jedné otočky musíme pozorovat čtyři vyhasnutí signálu. (tato vyhasnutí by také ověřila předpoklad nekoherentního působení našeho vzorku) ⃗a⊥⃗p ϕ analýza tloušťky nervových vláken - GDx využívá se přirozený dvojlom vláken způsobený jejich podélným charakterem podmínkou je optická osa kolmá na směr paprsků, to splňují vlákna dobře jedná se o speciální případ polarizačního mikroskopu: protože světlo vstupuje a vystupuje z oka, pracujeme zpravidla v režimu souběžných polarizátorů 1) situace za polarizátorem 2) po dopadu na dvojlomné vlákno (paprsky mají kolmé polarizace a nebudou tedy interferovat) 3) výstup ze vzorku po odrazu od jeho zadní stěny obě vlny kmitají ve stejném směru a mohou tedy interferovat, celkový fázový rozdíl je (faktor 2 se objevuje kvůli průchodu vláknem tam a zpět) analýza tloušťky nervových vláken - GDx 3) výstup ze vzorku po odrazu od jeho zadní stěny 4) za analyzátorem ⃗Ea||⃗p tloušťka nervovího vlákna je malá – při průchodu tam a zpět nedojde k setření fázové informace a v je jedinou neznámou tloušťka vlákna Interference dvou vln: přičemž analýza tloušťky nervových vláken - GDx v našem případě , dává což lze (spolu s označením ) přepsat jako pro konkrétní vákno ( ) můžeme otočit polarizátorem a pozorujeme vyhasínání intenzity: Odtud lze již snadno určit tloušťka každého vlákna, neboť I=I1+I2+2√I1 I2cosδ analýza tloušťky nervových vláken - GDx snímek výustění optického nervu (vpravo) barevně kódovaná mapa tloušťky nervové tkáně z měření GDx průběh tloušťky nervové tkáně podél zvolené zóny, horní křivka pro zdravé oko, dolní křivka pro oko postižené glaukomem