Nicol-prisma, een soort polariserende optiek, kan als polarisator worden gebruikt vanwege de eigenschap van dubbele breking en het fenomeen dat bekend staat als dubbele breking. Hier is een uitleg van hoe het werkt:

Dubbele breking:

Nicol-prisma's zijn gemaakt van een dubbelbrekend materiaal, meestal calciet (calciumcarbonaat). Dubbele breking is de optische eigenschap van een materiaal dat ervoor zorgt dat licht in twee stralen wordt gesplitst wanneer het erdoorheen gaat. In calciet wordt het invallende licht verdeeld in twee stralen:de gewone straal (o-ray) en de buitengewone straal (e-ray).

Constructie van Nicol-prisma:

Een Nicol-prisma wordt geconstrueerd door een calcietkristal diagonaal onder een specifieke hoek af te snijden en vervolgens de twee helften weer aan elkaar te cementeren met Canadese balsem, een hars met een brekingsindex die dicht bij die van calciet ligt. Hierdoor ontstaat een grens tussen de twee helften van het prisma.

Polarisatie door Nicol Prism:

Wanneer ongepolariseerd licht het Nicol-prisma binnenkomt, ondergaat het een dubbele breking, en de o- en e-stralen reizen met verschillende snelheden en in verschillende richtingen door het prisma. De brekingsindex van de buitengewone straal is lager dan die van de gewone straal in calciet, waardoor de e-straal sterker wordt gebogen op het grensvlak van de twee helften van het prisma.

Totale interne reflectie:

Het gecementeerde grensvlak tussen de twee helften van het Nicol-prisma is ontworpen om zich in een specifieke hoek te bevinden die bekend staat als de Brewster-hoek (ongeveer 68 graden voor calciet). Onder deze hoek ondergaat de e-straal totale interne reflectie, wat betekent dat deze volledig wordt teruggekaatst in het prisma en niet aan de andere kant naar buiten komt.

Gepolariseerde uitgang:

Aan de andere kant gaat de o-straal, die een kleinere richtingsverandering ondergaat, door het prisma. Als gevolg hiervan komt alleen de o-straal als gepolariseerd licht uit het Nicol-prisma tevoorschijn. Dit gepolariseerde licht trilt in een enkel vlak loodrecht op de buitengewone straal.

Nicol Prism gebruiken als polarisator:

Door een Nicol-prisma voor een lichtbron of optisch systeem te plaatsen, kan het als polarisator worden gebruikt. Het laat gepolariseerd licht, met name de o-straal, door, terwijl de e-straal wordt geblokkeerd vanwege totale interne reflectie. Dit resulteert in de productie van lineair gepolariseerd licht.

Concluderend functioneert het Nicol-prisma, door de principes van dubbele breking en totale interne reflectie, als een polarisator door selectief een van de twee orthogonaal gepolariseerde lichtstralen door te laten, waardoor een gepolariseerde output ontstaat.