一文帶你認(rèn)識(shí)偏振片的原理及分類(lèi)應(yīng)用

偏振片是一種能夠選擇性地透過(guò)振動(dòng)方向特定光的光學(xué)元件，它基于光的偏振現(xiàn)象，具體來(lái)說(shuō)，偏振片通過(guò)其內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)或排列方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定方向光線的選擇性透過(guò)，而將其他方向的光被吸收或阻擋，從而將自然光轉(zhuǎn)變?yōu)槠窆狻?/p>

偏振光的概念

自然光: 我們?nèi)粘Ｒ?jiàn)到的陽(yáng)光等自然光，其電磁波的振動(dòng)方向是雜亂無(wú)章的。

偏振光: 經(jīng)過(guò)偏振片篩選后，光波的振動(dòng)方向變得有序，只在一個(gè)特定的平面內(nèi)振動(dòng)，這樣的光就稱(chēng)為偏振光。

偏振片的工作原理

當(dāng)自然光通過(guò)偏振片時(shí)，偏振片內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)或排列方式會(huì)起到關(guān)鍵作用，具體來(lái)說(shuō)，偏振片能夠吸收或阻擋與其內(nèi)部分子振動(dòng)方向不平行（或說(shuō)垂直）的光振動(dòng)分量，而允許與其分子振動(dòng)方向平行的光振動(dòng)分量通過(guò)。

偏振片是如何制造的？

偏振片的制造工藝主要涉及到對(duì)材料的定向排列，最常見(jiàn)的是聚乙烯醇（PVA）偏振片。

聚乙烯醇薄膜的制備： 將聚乙烯醇溶液流延成膜，得到均勻的薄膜。

染色： 將薄膜浸泡在碘溶液中，碘分子進(jìn)入聚乙烯醇分子鏈間，形成長(zhǎng)鏈狀結(jié)構(gòu)。

拉伸取向： 將染色的薄膜在高溫下進(jìn)行單向拉伸，使聚乙烯醇分子鏈和碘分子鏈沿拉伸方向高度有序排列。

交聯(lián)固定： 通過(guò)加熱或化學(xué)交聯(lián)的方法，將分子鏈固定在拉伸狀態(tài)，使其偏振特性穩(wěn)定。

保護(hù)層: 在偏振片表面鍍上一層保護(hù)膜，以提高其耐磨性和耐濕性。

其他類(lèi)型的偏振片，如液晶偏振片，其制造過(guò)程可能有所不同，但基本原理都是通過(guò)某種方式使材料中的分子或晶體產(chǎn)生定向排列。

偏振片的種類(lèi)

根據(jù)制作材料和用途的不同，偏振片可以分為多種類(lèi)型，常見(jiàn)的有：

聚乙烯醇偏振片: 這是最常見(jiàn)的一種，通過(guò)拉伸聚乙烯醇薄膜，使分子有序排列，從而獲得偏振性能。

晶體偏振片: 利用某些晶體（如石英、方解石）的雙折射性質(zhì)制成，具有較高的偏振純度。

線偏振片: 只允許線偏振光通過(guò)。

圓偏振片: 將線偏振光轉(zhuǎn)化為圓偏振光。 

偏振片有哪些具體的參數(shù)？

透光率： 指偏振片透過(guò)光的比例，通常用百分比表示。

偏振度： 表示偏振光純凈程度的指標(biāo)，越接近1，偏振度越高。

消光比： 指偏振片對(duì)垂直于偏振方向的光的阻擋能力，數(shù)值越大，消光比越高。

波長(zhǎng)范圍： 偏振片對(duì)不同波長(zhǎng)的光的偏振效果不同，波長(zhǎng)范圍決定了其應(yīng)用范圍。

透過(guò)軸： 指偏振片允許振動(dòng)光通過(guò)的方向。

相位延遲： 一些偏振片可以引入相位延遲，用于產(chǎn)生圓偏振光或橢圓偏振光。

偏振片的應(yīng)用

液晶顯示屏: 液晶顯示屏的每個(gè)像素點(diǎn)就是一個(gè)微小的偏振片，通過(guò)控制偏振光的透光方向來(lái)顯示圖像。

太陽(yáng)眼鏡: 偏光太陽(yáng)鏡可以有效地濾除強(qiáng)烈的反射光，減少眩光，提高視覺(jué)舒適度。

相機(jī)鏡頭: 在相機(jī)鏡頭上加裝偏振鏡，可以消除水面、玻璃等表面的反光，提高拍攝效果。

3D電影: 3D電影利用左右眼佩戴不同偏振方向的偏振眼鏡，將左右眼看到的圖像分離，從而產(chǎn)生立體感。

科學(xué)研究: 偏振片在光學(xué)實(shí)驗(yàn)、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

醫(yī)學(xué)影像中偏振片的應(yīng)用

增強(qiáng)對(duì)比度: 通過(guò)偏振光照射組織，可以增強(qiáng)不同組織之間的對(duì)比度，從而提高圖像質(zhì)量。

減少散射光: 偏振片可以濾除散射光，提高圖像清晰度。

檢測(cè)生物組織的結(jié)構(gòu): 偏振光對(duì)生物組織的結(jié)構(gòu)非常敏感，可以用于檢測(cè)組織的病變、腫瘤等。

測(cè)量生物組織的特性: 通過(guò)分析偏振光與生物組織相互作用后的變化，可以測(cè)量組織的折射率、雙折射等特性，為疾病診斷提供依據(jù)。

具體應(yīng)用舉例：

眼底檢查: 利用偏振光可以更好地觀察眼底血管和黃斑的結(jié)構(gòu)，幫助診斷糖尿病視網(wǎng)膜病變、黃斑變性等疾病。

皮膚病診斷: 偏振光可以區(qū)分不同類(lèi)型的皮膚病變，如黑色素瘤、基底細(xì)胞癌等。

腫瘤診斷: 偏振光可以檢測(cè)腫瘤組織的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，幫助醫(yī)生進(jìn)行早期診斷。

骨骼疾病診斷: 偏振光可以用于檢測(cè)骨質(zhì)疏松、骨折等骨骼疾病。