Призма Глана-Тейлора из ортобората бария (α-ВВО)

Ортоборат бария (BaB2O4, α-BBO) – сравнительно новый материал поляризационной оптики. Это отрицательный одноосный кристалл, величина двупреломления которого сравнима с двупреломлением кальцита а пропускание в УФ области заметно выше (рис.1,2).

Рис.1. Десятичный коэффициент «бугеровского» поглощения α-ВВО на толщину 1 мм (масштаб по оси К(λ) – логарифмический)

Рис.2. Пропускание кристалла α-ВВО толщиной 10 мм только за счет поглощения в образце

Из графиков рис. 1 и 2 видно, что α-ВВО по характеристикам пропускания может быть использован в качестве поляризатора в УФ области до 0,18 мкм. Хуже обстоит дело  с угловой рабочей апертурой, которая в отличие от призм Глана-Тейлора из кальцита гораздо более чувствительна к спектральному диапазону.

На рис.3 представлены спектральные зависимости предельных углов падения света на призмы из α-ВВО с различными углами среза гипотенузной грани, при которых через призму проходит только один рабочий необыкновенный луч – призма работает как поляризатор. Сравнивая с аналогичными зависимостями для призм из кальцита видим, что рабочий диапазон длин волн значительно ниже. Как мы уже отмечали, это обусловлено характером дисперсионных зависимостей показателей преломления кальцита и α-ВВО.

Рис.3. Предельные углы падения света на призмы Глана-Тейлора из α-ВВО, между которыми через призмы проходит только один рабочий е-луч – призма является поляризатором.

Ψо1(λ), Ψо2(λ), Ψо3(λ) – ниже этих углов о-луч отражается при углах среза 37,2; 35.2; 33.9 град. соответственно.

Ψе1(λ), Ψе2(λ), Ψе3(λ) – выше этих углов е-луч проходит. Углом среза считается угол тангенс которого равен отношению длины к апертуре призмы

Если считать достаточной полуугловую апертуру не менее +/-1 град., то рабочий диапазон призм будет равен 0,21 – 0,8 мкм (угол среза 37,2 град, оптимальная длина волны λопт = 0,3 мкм – призма изготовлена и испытана в ЭЛАНе), 0,188 – 0,281 мкм (угол среза 35,2 град, λопт= 0,22 мкм), 0,17- 0,233 мкм (угол среза 33,9 град, λопт = 0,2 мкм). Как и прежде оптимальной считается длина волны, при которой угловая апертура призмы симметрична.

Призмы Глана-Тейлора из α-ВВО целесообразно применять именно только для короткого УФ, где кальцитовые призмы неприменимы из фундаментального поглощения кальцита. Например, призма из α-ВВО с углом среза 37,2 град. с оптимизацией на λ= 0,3 мкм не имеет никаких преимуществ перед стандартной кальцитовой призмой. Это иллюстрирует рис. 4.

Рис.4. Пропускание (%) призм Глана-Тейлора

Tc(λ) – стандартная из кальцита марки ИШУ(угол среза 28,5 град., λопт = 0,33 мкм)

Tb1(λ) – из α-ВВО (угол среза 37,2 град., λопт = 0,3 мкм) 

Tb2(λ) – из α-ВВО (угол среза 33,9 град., λопт = 0,2 мкм)