Поляризаторы: Поляризатор — это… Что такое Поляризатор? — Primelens.ru-Зеркальные Фотоаппараты,Компактные Фотоаппараты,Видеокамеры,Объективы,Фотовспышки, и Аксессуары в Москве.

Поляризаторы: Поляризатор — это… Что такое Поляризатор?

Содержание

Поляризатор — это… Что такое Поляризатор?

Изменение интенсивности светового потока в зависимости от взаимной ориентации двух линейных поляризаторов

Поляриза́тор —- устройство, предназначенное для получения полностью или частично поляризованного оптического излучения из излучения с произвольным состоянием поляризации^[1]. В соответствии с типом поляризации, получаемой с помощью поляризаторов, они делятся на линейные и круговые. Линейные поляризаторы позволяют получать плоскополяризованный свет, круговые — свет, поляризованный по кругу.

Линейные поляризаторы основаны на использовании одного из трёх физических явлений. Одно из них — двойное лучепреломление, другое — линейный дихроизм и третье — поляризация света, происходящая при отражении на границах раздела сред. Круговые поляризаторы обычно представляют собой совокупность линейного поляризатора и четвертьволновой пластинки.

Поляризаторы используются при изучении распределения напряжений в прозрачных объектах с помощью поляризованного света, при изучении структуры органических веществ, в сахариметрии и в особенности в кристаллооптике. Широко применяются в фотографических поляризационных светофильтрах.

Поляризационный светофильтр в оптике и спектроскопии

Поляризационный светофильтр в оптике и спектроскопии – устройство, обычно состоящее из двух линейных поляризаторов и одной или нескольких фазовых пластинок между ними^[2]. Предназначен для изменения спектрального состава и энергии падающего на него оптического излучения. Используется в тех случаях, когда достичь желаемого результата иными, более простыми средствами невозможно.

Поляризационный светофильтр в фотографии

Поляризационный светофильтр в фотографии — поляризатор, предназначенный для устранения нежелательных эффектов (бликов, отражений, уменьшение яркости (с одновременным повышением насыщенности) неба и др.) или для достижения художественных целей. Конструктивно оформляется для совместного использования с фотографическими аппаратами. Выглядит как обыкновенный светофильтр, но имеет две части, примерно одинаковой толщины — переднюю и заднюю, которые могут свободно проворачиваться относительно друг-друга. В то время как задняя фиксируется при накручивании поляризационного светофильтра на объектив, вращением передней половины, в которой собственно и расположен поляризатор, достигается нужный эффект выбором угла поляризации. В передней половине поляризационного светофильтра может присутствовать внутренняя резьба для крепления объективной крышки, резьбовой бленды, или других светофильтров, что является неоспоримым плюсом. В частности, у бликующих объектов, разные их части могут давать блики с разными углами поляризации, которые не представляется возможным одновременно подавить только одним фильтром. Кроме того, бликующих объектов в кадре может оказаться много. В таких ситуациях используются несколько скрученных последовательно поляризационных светофильтров, причем, все кроме заднего, должны быть обязательно не круговой, а линейной поляризации, т.к. оптический компенсатор, имеющийся в фильтре с круговой поляризацией, делает невозможным достижение эффекта от остальных поляризационных светофильтров, которые будут расположены за ним ближе к объективу. Оптическая плотность поляризационных светофильтров обычно лежит в пределах от двух до пяти. Цветовые искажения могут присутствовать. В частности, некоторые фильтры имеют спад до одного стопа в сине-фиолетовой области, из-за чего заметно «зеленят» картинку. Так же, недорогие поляризационные светофильтры, чаще чем цветные, могут негативно влиять на воспроизведение мелких деталей. Поляризационный светофильтр, на ряду с «защитным» УФ-блокирующим фильтром, является наиболее используемым светофильтром в фотографии.

Устройство

Для большинства практических применений поляризационный фильтр изготавливают в виде двух стеклянных пластинок с находящейся между ними поляроидной плёнкой, обладающей линейным дихроизмом. Поляроидная плёнка представляет собой слой ацетилцеллюлозы, содержащий большое количество мелких кристаллов герапатита (иодистое соединение сернокислого хинина). Применяются также иодно-поливиниловые плёнки с одинаково ориентированными полимерными цепями. Идентичность ориентации кристаллов достигается с помощью электрического поля, а полимерные цепи ориентируют механическим растяжением.

[3] Фильтр с круговой поляризацией дополнительно имеет, кроме того, еще и оптический компенсатор — четвертьволновую фазовую пластинку (по вносимой ею разности хода). В ней используется явление двойного лучепреломления в кристаллах. Скорости обыкновенного и необыкновенного лучей в кристалле (а следовательно, и оптические длины их путей) различны; поэтому, проходя через кристалл, они приобретают разность хода, определяемую его толщиной. Она ставится, по пути следуемого луча, за поляризатором, и при сборке, поворачивается до тех пор, пока её оптические оси не совпадут с осями колебаний. В этом положении четвертьволновая пластинка превращает свет поляризованный линейно, в свет с с круговой поляризацией, (или наоборот,) дополняя разность хода до 90 градусов.

Типы и применение

Пример использования поляризационного фильтра в фотографии. Максимальный эффект достигается при съёмке в направлении, перпендикулярном направлению на Солнце.

Поляризационный фильтр линейной поляризации (англ. Linear Polarizer, LP). Содержит один поляризатор, поворачивающийся в оправе. Его применение основывается на том, что часть света в окружающем нас мире поляризована. Частично поляризованы все лучи, неотвесно падающие отражённые от диэлектрических поверхностей. Частично поляризован свет, поступающий от неба и облаков. Поэтому, применяя поляризатор при съёмке, фотограф получает дополнительную возможность изменения яркости и контраста различных частей изображения. Например, результатом съёмки пейзажа в солнечный день с применением такого фильтра может получиться тёмное, густо-синее небо. При съёмке находящихся за стеклом объектов поляризатор позволяет избавиться от отражения фотографа в стекле.

Для съёмки в условиях низкой освещённости выпускаются Low Light Polarizer, частично поляризующие свет и потому имеющие низкую кратность. При сложении двух таких фильтров перпендикулярно их плоскостями поляризации вместо полного гашения светового потока получается 2/3 величины потока.
Фильтр с круговой поляризацией (англ. Circumpolar, CP, CPL). Помимо поляризатора, содержит так называемую «четвертьволновую пластинку», на выходе которой линейно-поляризованный свет приобретает круговую поляризацию. С точки зрения получаемого на снимке эффекта, круговой поляризатор ничем от линейного не отличается. Появление таких фильтров было продиктовано развитием элементов TTL автоматики фотоаппарата, которые, в отличие от фотоматериала, оказались зависимы от того, является ли попадающий на них через объектив свет поляризованным. В частности, линейно-поляризованный свет частично нарушает работу автоматики фазовой фокусировки в зеркальных фотоаппаратах и затрудняет экспозамер.

Составные нейтральные фильтры. Если сложить вместе два поляризатора, то при совпадающих плоскостях поляризации такой фильтр имеет максимальное светопропускание (и эквивалентен нейтрально-серому фильтру 2x). При перпендикулярных же направлениях поляризации при идеальных поляризаторах фильтр полностью поглощает падающий на него цвет. Выбирая угол поворота, можно в очень широких пределах менять светопропускание такого фильтра.
Составные цветные поляризационные фильтры. Они состоят из двух поляризующих фильтров, которые можно вращать, и между ними находится пластинка, поворачивающая плоскость поляризации света. Из-за того, что угол поворота зависит от длины волны, при каждом положении поляризаторов часть спектра проходит сквозь такую систему, а часть задерживается. Поворот же поляризаторов друг относительно друга приводит к изменению спектральной характеристики фильтра. Выпускаются, например, красно-зелёные фильтры Cokin Р170 Varicolor Red/Green и оранжево-голубой Cokin Р171 Varicolor Red/Blue.

Электронно управляемые фильтры. Если в качестве второго поляризатора в конструкции составных фильтров используется жидкокристаллический элемент, это позволяет управлять свойствами фильтра непосредственно в процессе съёмки.

Примечания

См. также

Поляризационные фильтры в фотографии: практика применения | Другие фототовары | Блог

Поляризационные фильтры широко используются не только в науке или фотографии. В быту мы с ними тоже сталкиваемся — они есть в жидкокристаллических экранах, некоторые солнцезащитные очки так же могут иметь эффект поляризатора.

Какими бывают поляризационные фильтры

По физическим свойствам поляризационные фильтры делятся на два типа. Линейные

широко использовались в пленочной фотографии. Сейчас из-за некоторой несовместимости с цифровыми камерами почти не используются.

^{Принцип действия линейного поляризатора.}

В фотофильтрах используется два поляризатора и внешний установлен на вращающейся оправе. На практике эффект от вращения можно увидеть если посмотреть через солнцезащитные очки с поляризатором на экран смартфона и покрутить его: при одном положении смартфона экран будет очень темным, а при повороте на 90° — максимально ярким.

И раз уж речь зашла об очках. Солнцезащитные очки с поляризацией не только защищают от ультрафиолета и избыточной яркости, но и снижают количество бликов. Особенно хорошо это заметят те, кто много времени проводит у воды и на воде — например, рыбаки. Впрочем, и на снегу в горах от таких очков будет польза. Одно время такие очки рекомендовались и водителям — они действительно снижают блики на лобовом стекле и асфальте, делая картинку четче, но с активным использованием электронных приборов с LCD-экранами можно сесть в авто и не увидеть показаний спидометра или картинки с навигатора. А чтобы увидеть, придется повернуть голову пол определенным углом — это никак не способствует безопасному вождению.

Изменение светопропускания при вращении оправы — основной минус линейных поляризационных фильтров, но именно он позволил создать нейтральные фильтры переменной плотности, позволяющие снимать с длинными выдержками при ярком свете.

Циркулярные поляризационные фильтры (маркируются CPL или Circular PL) лишены этого недостатка — они уменьшают количество света примерно на две ступени независимо от положения вращающейся оправы.

Что дает поляризатор фотографу

Свет при отражении от неметаллических поверхностей поляризуется определенным образом, а поляризационный фильтр вращением оправы позволяет пропускать свет с одним направлением поляризации и задерживать все остальные.

^{На круговой панораме видно, как меняется яркость неба в зависимости от направления.}

Синее небо, облака и зеленая листва часто служат примерами работы поляризационного фильтра. В воздухе содержится много аэрозольных частиц, отражаясь от которых свет поляризуется. Именно поэтому чистое небо часто выглядит бледным на фотографиях. Использование поляризационного фильтра позволяет добиться более глубокого цвета неба и зеленой листвы, а белые облака станут более контрастными. Особенно это хорошо заметно в ясный солнечный день, но только если объектив направлен перпендикулярно солнечным лучам. Такова особенность работы поляризационного фильтра — максимальный эффект достигается перпендикулярно солнечному свету, а минимальный, если объектив направлен параллельно солнечным лучам.

^{Более темное небо на правой стороне правого кадра подскажет, где использовался CPL-фильтр.}

Если небо, снятое без фильтра, ярче только в направлении солнца, то с использованием фильтра хорошо заметны затемнения в плоскости, перпендикулярной направлению солнечных лучей, и изменившиеся отражения на воде.

Пропуская свет с одним направлением поляризации и задерживая со всеми остальными, поляризационный фильтр меняет не только интенсивность света, но и его качество. Поэтому эффект от его использования невозможно повторить в графическом редакторе. Если с контрастом и тоном неба или листвы еще можно что-то сделать, то с отражениями в стекле и воде вариантов уже нет.

^{Два соседних кадра: одна экспозиция и одинаковые параметры конвертации из RAW, все отличия только в повороте оправы поляризационного фильтра.}

^{И снова между кадрами поворот оправы на 90° — как инструмент, контролирующий отражения, поляризационный фильтр не имеет аналогов.}

Поляризационные фильтры одни из самых дорогих, поэтому если вы хотите снимать с ними на разные объективы, купите фильтр с диаметром резьбы под самый большой ваш объектив, а на остальные устанавливайте его с помощью переходных колец — не так удобно, но зато экономно.

При съемке через стекло так же, как и на примере выше, свет, отраженный от стекла, и свет, отраженный от предметов за стеклом, имеют разную поляризацию и вращая оправу фильтра можно контролировать то, что зафиксирует матрица фотоаппарата.

^{Слева снимок сделан без фильтра, справа — с CPL фильтром.}

Поляризаторы незаменимы при работе с отражениями, но они не работают при съемке металла и отражениях от металлических поверхностей. В пейзажах они могут помочь прорисовать облака, сделать насыщеннее небо и зелень листвы в определенных условиях, но при съемке панорам или на широкоугольный объектив фильтры добавят темные переходы, которые никак не украсят картинку. А вот съемка через стекло или воду с этим фотоаксессуаром добавит немало интересных кадров в ваше портфолио.

Поляризатор — Википедия

Изменение интенсивности светового потока в зависимости от взаимной ориентации двух линейных поляризаторов

Поляриза́тор — устройство, предназначенное для получения полностью или частично поляризованного оптического излучения из излучения с произвольным состоянием поляризации^[1]. В соответствии с типом поляризации, получаемой с помощью поляризаторов, они делятся на линейные и круговые. Линейные поляризаторы позволяют получать плоскополяризованный свет, круговые — свет, поляризованный по кругу.

Поляризаторы используются при изучении распределений механических напряжений в прозрачных объектах с помощью поляризованного света, при изучении структуры органических веществ, в сахариметрии и в особенности в кристаллооптике. Широко применяются в фотографических поляризационных светофильтрах.

Поляризационный светофильтр в оптике и спектроскопии

Поляризационный светофильтр в оптике и спектроскопии — устройство, обычно состоящее из двух линейных поляризаторов и одной или нескольких фазовых пластинок между ними^[2]. Предназначен для изменения спектрального состава и энергии падающего на него оптического излучения. Используется в тех случаях, когда достичь желаемого результата иными, более простыми средствами невозможно.