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成功的光偏振技术

2021-07-26

成功的光偏振技术


视频和机器视觉系统通常依赖于具有8位到12位信噪比的电子成像器。 尽管足以满足许多应用的需求,但这种类型的相机在视野中包含非常明亮区域或热点的情况下可能会出现问题。 某些物体具有某些反射性极强的特征,或者可能从产生强烈反射的角度照射物体。 光偏振滤光片为这些和其他常见成像问题提供了解决方案。

了解偏振轴

通过将光视为一种电磁波,我们意识到在三维空间中,波可以上下、左右或介于两者之间的任何位置振荡。 白炽灯、荧光灯、LED和许多激光光源都是随机偏振的。 换句话说,来自光源上每个点的光的振荡角度或平面随时间而变化。 因此,作为时间平均值,随机偏振光源连续输出所有偏振角度。

偏振片吸收在除一个平面之外的所有平面(其偏振轴)中振荡的入射光,产生线性偏振。 偏振的另一个例子是从平面反射的光的部分偏振,这种效果不如偏振元件那么明显。 随机偏振光源的线性偏振理论上将光源的强度降低 50%,实际上接近 60-65%。 通过具有正交偏振轴的两个偏振片的光将被完全衰减。 但是,几乎完全消除了热点和眩光,正是使偏振片有效地消除了场内的照明水平的真正原因。

应用实例

显示的是成像应用中使用的一些常见偏振光技术的示例。 通过在光源、透镜或两者上使用线性偏振片,可以消除反射表面的眩光、产生表面缺陷或在透明物体中显示应力。

消除热点:热点是漫反射区域内的高反射区域。 偏振照射到这些反射区域的光,并在镜头上使用交叉偏振片,可以有效地消除热点,同时均匀地照亮场的其余部分。




不带偏振片


光源和透镜上的偏振片




来自平面的眩光:通过在镜头上放置偏振片,可以消除来自高反射表面或光学窗口的眩光。 由于光的部分偏振,在这种情况下,光源可能需要也可能不需要偏振滤光片。




不带偏振片


光源或透镜上的偏振片




对比度增强:环形光导因其均匀的漫射照明而广受欢迎。 但是,可能会出现环本身的眩光或反射。 分别偏振环形输出和镜头可以减少这些影响,并带出表面细节。




不带偏振片


环形灯和透镜上的偏振片




应力评估:应力或不需要的折射率变化会导致偏振角旋转。 在交叉偏振片之间查看无应力的清晰物体应该会产生完全暗场。 然而,当存在应力时,折射率的局部变化实际上会旋转偏振角以提供不同程度的透射——甚至不同颜色的透射量也不同。




不带偏振片


透明物体前后的偏振片





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