prisma de Glan-Foucault

Un prisma de Glan-Foucault es un elemento óptico polarizador hecho de dos bloques de calcita (carbonato de calcio cristalino) unidos en sus caras de la hipotenusa con un delgado espacio de aire entre ellos, típicamente de 0.1 a 0.5 mm. La luz que entra en el primer bloque se divide en rayos ordinarios y extraordinarios según la birrefringencia del cristal; el espacio de aire y la geometría en ángulo hacen que una polarización se refleje en la interfaz mientras que la otra pasa, produciendo una salida linealmente polarizada a partir de una entrada no polarizada.

El prisma funciona explotando la reflexión interna total. Cuando el rayo ordinario incide en el espacio de aire con un ángulo más pronunciado que el ángulo crítico (alrededor de 33 grados para la calcita), se refleja como desecho; el rayo extraordinario, que viaja a una velocidad diferente, incide en la interfaz con un ángulo más superficial y se transmite. Esta geometría hace que el Glan-Foucault sea más eficiente que los diseños más simples porque el espacio de aire permite un ángulo de aceptación más amplio y reduce los efectos cromáticos en comparación con las variantes cementadas.

Variantes y límites prácticos

Los diseños relacionados incluyen el prisma de Glan-Thompson (espacio de aire en la interfaz perpendicular en lugar de la hipotenusa) y el polarizador de Glan (cementado sin espacio de aire). El Glan-Foucault ocupa un término medio: mejor relación de extinción y transmisión que los polarizadores de Glan en las longitudes de onda visibles, pero más sensible al estrés mecánico y al cambio de temperatura porque el espacio de aire puede expandirse o contraerse. Las aperturas claras estándar van de 10 a 25 mm. Las relaciones de extinción suelen alcanzar 1:10,000 o mejor en la banda visible.

El prisma lleva el nombre del trabajo de polarización de Augustin-Jean Fresnel, refinado posteriormente por Leon Foucault en la década de 1850. Sigue siendo común en espectroscopia de laboratorio, trabajo con láser y equipos de prueba óptica donde la luz no polarizada debe convertirse a un estado lineal puro sin una pérdida inaceptable. Las aplicaciones de láser de alta potencia a menudo lo rechazan porque el haz reflejado puede causar daños ópticos aguas abajo, y el lente térmico en los cristales se vuelve problemático por encima de unos pocos vatios.

La durabilidad depende de mantener el espacio de aire limpio y la carcasa rígida. La contaminación por polvo, los ciclos de humedad y la vibración pueden degradar el rendimiento. La calcita en sí es quebradiza y sensible a los golpes mecánicos; las esquinas y los bordes se astillan fácilmente. El almacenamiento en un ambiente seco y la evitación del choque térmico son prácticas estándar. El costo es moderado en relación con otros polarizadores de precisión, lo que hace que el diseño sea común en laboratorios de enseñanza y bancos ópticos de uso estándar.