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主题:【原创】从iphone换到了国产手机 -- 乡下大西瓜

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家园 补充修正几句,关于偏振

偏振片是所有液晶屏都有的,苹果6里增加的应该是波片,出来的是圆偏振光。

关于偏振。极化和偏振其实是一件事,指的是同一种物理现象,是从polarization翻译来的,不过前者多用于物理和电学领域,在光学里面大家都使用后者,属于约定俗成。在光学里,会说偏振片、起偏器、检偏器(这三个其实是一种东西,不同用途不同场合下名字不同),有线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光、部分偏振光等等,不会同时使用极化和偏振的名字。

大家知道,光是一种电磁波,所谓光的偏振,就是光的电场振动方向,线偏振就是沿着一条直线的方向来回振动,圆偏振就是划着圆圈振动(有左旋和右旋两种),单独拿出来看的话,每个单独的光波(一个光子)都有特定的偏振状态,自然光就是各种偏振状态的光的随机组合。

而偏振片的特性是,具有一个特征方向,把光的电场振动方向分解为平行和垂直于此特征方向的两个分量,平行的通过,垂直的被阻拦。对于线偏振光而言,偏振方向平行的完全通过,如果有夹角,则部分通过,如果垂直,则不能通过。自然光没有特定的偏振方向,两方向上分量相等,所以是一半通过、一半被阻挡,圆偏振光也是如此。除了偏振片,光学中的偏振器件还有偏振分光器件、旋光器件、退偏器件和波片(相位延迟器件)等等。

偏振墨镜就是两块偏振片,其工作原理在于,太阳光是随机偏振的,一般景物上的漫反射光也是随机偏振的,但从前方路面上反射过来光却是部分偏振的,你可以理解为线偏振和随机偏振的中间状态,这个线偏振光有特定的方向。设定好偏振墨镜的通光方向,就可以挡下大部分的这种反射光,而其他景物的光只损失一半,于是可以防止眩光。因为这种反射光的偏振方向是固定的,所以偏振墨镜的偏振片角度也是确定的,否则就起不到效果。所以用水平和垂直颠倒的办法是完全没有问题的,但无法挑选任意角度偏振墨镜看苹果手机。

液晶显示屏中都会使用偏振片,最后发出来的是线偏振光,用偏振墨镜看的话就会存在看不见的问题。要解决这个问题,从根本上说,就必须改变出射光的偏振态,有两个办法,一是把出射光变成自然光,另一个是变成圆偏振光。这样一来,无论偏振墨镜的方向如何,总是有一半的光能通过。前者要靠退偏器件,其作用和起偏器相反,把偏振光变成自然光,这个在工程上非常困难,一般用毛玻璃,可以退到部分偏振,但要退到接近随机偏振是做不到的。所以只能采用后一个办法。

后者则要用到波片,注意,不是偏振片。波片就是一片玻璃,有一个特征方向,其作用是对不同偏振方向的光产生不同的相位延迟,一般用的有四分之一波片、半波片、全波片等等。波片和偏振片完全不同,区别在于,波片对平行和垂直于其特征方向的线偏振光产生不同的相位延迟量,(相位延迟量可以理解为光通过玻璃所花费的时间),但不影响透过率,都是完全通过,相位的改变会导致偏振态的变化。让四分之一波片和线偏振光成45度放置,就会得到圆偏振光。苹果6应该就是这个原理,本来是通过偏振片输出线偏振光,在上面叠加一片45度放置的四分之一波片,就变成输出圆偏振光了。

专业上一般使用石英或云母做波片,好的一片就够一台苹果的价钱了,差些的也能顶一台功能机,而且不可能做到这么大面积。想来苹果用的应该是某种塑料波片,并且做得相当薄、面积很大,能低成本大规模地生产,为满足使用需要,还必须具备高透过率、低色差、宽视角等要求,还是有相当技术含量在里面的。

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