Polarizörler
Dairesel polarizörler > Dairesel polarize ışığın oluşturulması

Dairesel polarize ışık yaratmak için birçok yöntem vardır, bunlardan en ucuz ve en yaygını lineer bir polarizörün arkasına çeyrek-dalga tabakası yerleştirmek ve polarize olmayan ışığı polarizöre yöneltmektir. Lineer polarizörü terk eden ışık çeyrek-dalga tabakası tarafından dairesel polarize ışığa dönüştürülür.
Lineer polarizörün geçiş ekseni, çeyrek-dalga tabakasının hızlı ve yavaş eksenlerinin tam ortasında (45 derecede) olmalıdır. Yukarıdaki düzende lineer polarizörün geçiş ekseni sağ yatay ile pozitif 45 derecelik bir açıda ve turuncu çizgi ile gösterilmiştir. Çeyrek-dalga levhası yatay bir yavaş eksene ve dikey bir hızlı eksene sahip ve bu eksenler de turuncu ile gösteriliyor. Bu örenekte lineer polarizöre giren polarize olmamış ışık, genliği ve lineer polarizasyon açısı aniden değişen tek bir dalga olarak gösteriliyor.
Lineer polarizörden polarize olmamış ışık geçerken, sadece pozitif 45 derecede elektrik alana sahip olan ışık lineer polarizörü terkeder ve çeyrek-dalga levhasına girer. Resimde polarize olmayan üç dalgaboyu lineer polarizörün öbür tarafında lineer polarize olmuş üç dalgaboyuna dönüşüyor.
Şekilde sağda lineer polarize ışiığın elektrik alanı çeyrek-dalga levhasına girmeden hemen önce görülüyor. Kırmızı çizgi ve ilgili alan vektörleri elektrik alanın büyüklüğü ve yönünün ilerleme doğrultusu boyunca nasıl değiştiğini gösteriyor. Bu düzlemsel elektromanyetik dalga için her vektör, ilerleme yönüne dik olan tüm düzlem için elektrik alanın büyüklüğü ve yönünü temsil ediyor. Şekillerde ışık ve diğer tüm elektromanyetik dalgaların sahip olduğu, elektrik alanla aynı fazda ve ona dik olan bir manyetik alan gösteriliyor.
Çeyrek-dalga levhasının lineer polarize olmuş ışık üstündeki etkisini anlamak için ışığın birbirine dik iki bileşene ayrıldığını düşünmek faydalı olur. Bu kısma doğru, mavi ve yeşil çizgiler kırmızı çizginin dikey ve yatay eksenlere izdüşümleridir ve elektrik alanın bu iki düzlem yönünde nasıl değiştiğini gösterir. İki bileşen aynı genlikte ve aynı fazdadır.
Çeyrek-dalga levhası bir çiftkırılım malzemesinden yapıldığı için, ışık bu levhada elektrik alanının yönüne bağlı olarak farklı hızlarda ilerler. Bunun anlamı yavaş eksen hizasındaki yatay bileşenin hızlı dikey eksen hizasındaki bileşene göre daha yavaş ilerleyeceğidir. Başlangıçta iki bileşen aynı fazdadır, fakat, dalga levhasından geçerken yatay bileşen dikey bileşenden geride kalır. Dalga levhasının kalınlığını ayarlayarak ışık levhadan çıkarken yatay bileşenin ne kadar geride kalacağı kontrol edilebilir ve yeniden aynı hızda ilerlemeye devam ederler. Işık çeyrek-dalga levhasını terk ettiğinde, sağdaki yatay bileşen dikey bileşenin tam olarak bir dalgaboyunun çeyreği kadar gerisinde kalacaktır, bu da ışığı sol-el dairesel polarize yapar.
Şeklin sağ üst kısmında levhayı terkeden dairesel polarize ışık ve hemen altında karşılaştırma amacıyla levhaya giren lineer polarize ışık görülüyor. Üst resimde dalga düzlemsel olduğundan eksenden spirale doğru olan vektörler, ilerleyiş yönüne dik tüm düzlem için elektrik alanın büyüklüğünü ve yönünü göstermektedir. Tüm elektrik alan vektörlerinin büyüklüğü aynıdır, bu da elektrik alan gücünün değişmediğini gösterir. Elektrik alan yönü sürekli döner.
Mavi ve yeşil çizgiler spiralin dikey ve yatay eksenlere izdüşümüsür ve elektrik alanın bu iki düzlemdeki değişimini gösterir. Sağ taraftaki yatay bileşenin dikey bileşenden bir çeyrek dalgaboyu geride olduğuna dikkat edin. Elektrik alanın rotasyonel doğasını sağlayan işte bu çeyrek dalgaboyu büyüklüğündeki faz kaymasıdır. Bir bileşen maksimumda iken diğeri her zaman sıfırdır. İki bileşenin maksimumlarını gösteren spiral vektörlerinin olma sebebi budur.
Gösterilen örnekte fizikçilerin kullandığı el kuralını kullanarak ışığın sol-el/saat yönü tersine dairesel polarize olduğunu anlayabiliriz. İlerleme yönünün tersini sol elin başparmağı olarak alırsak, dalga belli bir noktadan geçerken diğer parmaklar elektrik alanın rotasyon yönüne doğru kıvrıldığından animasyon sola devirlidir. Spiral de aynı zamanda uzayda sola devirli bir spiral oluşturur. Benzer şekilde bu ışık saat yönü tersine doğru dairesel polarize olarak kabul edilir çünkü sabit bir gözlemci ilerleme yönünün tersine doğru bakıyorsa dalga gelirken elektrik alanının saat yönünün tersine doğru rotasyon yaptığını görür.
Sağ rotasyonlu, saat yönünde dairesel polarize bir ışık yaratmak için çeyrek-dalga levhasının eksenini basitçe lineer polarizöre göre 90 derece çevirmek yeterlidir. Bu işlem, yavaş ve hızlı eksenlerin lineer polarizörün iletim eksenine göre yerlerini tersine çevirir böylece geride kalan bileşen de tersine dönmüş olur.
Çeyrek-dalga levhasının lineer polarize ışığı nasıl değiştirdiğini değerlendirirken, belirtilen iki bileşenin tek başına değerler olmayıp gerçekleşen olayı açıklamak için oluşturulan yapılar olduğunu unutmamak gerekir. Lineer ve dairesel polarize ışık probleminde, uzayın her noktasında ayrı vektör yönü olan tek bir elektrik alan vardır, çeyrek-dalga levhası sadece bu tek elektrik alana etki eder.