Prismes de Glan
Types  de polariseurs :
On utilise actuellement deux principaux types de polariseurs les polariseurs plans et les polariseurs à prismes.
Polariseurs plans :
Les premiers sont les "Polaroïd" constitués par une matrice d'alcool polyvinylique (PVA) dopé à l'iode dont les molécules sont orientés par étirement de la feuille. Ils sont bon marché, ont une grande acceptance (domaine des angles d'incidence utilisables) et peuvent avoir une grande surface utile. Ils ont une bande passante limitée, sont sensibles aux températures élevées et ne supportent donc pas les fortes puissances lumineuses.
On trouve maintenant les polariseurs "Polacor" constitué par un verre dopé à l'argent. Ils sont assez bon marché, ont une grande acceptance mais la bande passante est limitée et les puissances supportées sont assez faibles.
Polariseurs à prismes :
Dans un cristal biréfringent, un rayon de lumière naturelle est séparé en deux rayons totalement polarisés à 90° l'un de l'autre qui se propagent avec des vitesses différentes. (indices ordinaire no et extraordinaire ne)
Tous les systèmes polariseurs à prisme sont basés sur le même principe : On fait en sorte que l'un des rayons subisse une réflexion totale sur la face de séparation entre deux prismes identiques collés ou séparés par une lame d'air. Pour l'autre rayon l'ensemble se comporte comme une lame à face parallèle.
Le premier dispositif de ce type a été conçu par Nicol. Il présente deux inconvénients majeurs. Sa taille est complexe et comme l'incidence d'entrée n'est pas nulle, il décale le rayon transmis.
Prisme de Glazebrook ou de Glan-Thomson :
Il est constitué par deux prismes rectangles de calcite dont les axes optiques sont parallèles à la face de jonction. Le plan d'incidence moyen du faisceau sur la face de jonction est normal à l'axe optique. Tous les rayons extraordinaires de ce plan se réfractent sur la face d'entrée et la face de jonction en suivant les lois de Descartes avec un indice ne égal à l'indice principal extraordinaire. Pour que leur transmission soit assurée, il suffit que l'indice N de la colle soit supérieur à ne. Par contre si l'indice no est supérieur à N, le rayon ordinaire subit une réflexion totale sur le dioptre de jonction.
En I, on a sin( i ) = n.sin ( r ). Soit a l'angle BCA du prisme. En J, l'angle d'incidence sur la jonction est j = 90° - a + r. Sur ce dioptre, on a : n.sin( j ) = N.sin( k ).
Avec de la calcite et avec les colles utilisables, on voit que l'angle a doit être voisin de 20°.
Avantages : On peut constater en faisant varier l'incidence que l'acceptance de ce polariseur est assez importante.
Inconvénients : Comme l'angle a est petit, ce prisme est volumineux. La colle peut limiter la bande passante et la puissance admissible.

Prisme de Glan-Foucault :
Il est constitué comme le Glazebrook par deux prismes rectangles de calcite dont les axes optiques sont parallèles à la face de jonction, mais cette fois, la colle est remplacée par une lame d'air d'épaisseur voisine de 1/10 de mm. En utilisant les relations entre les angles, on voit qu'avec de la calcite l'angle a doit être voisin de 50°.
Avantages : Comme l'angle a est grand, ce prisme est beaucoup moins volumineux qu'un prisme de Glazebrook. La puissance admissible est élevée.
Inconvénients : On peut constater en faisant varier l'incidence que l'acceptance de ce polariseur est faible. Il peut y avoir des réflexions multiples au niveau de la lame d'air.

La calcite est pratiquement le seul matériau ayant une grande bande passante, une bonne transparence et un écart important entre les indices ne et no (qui conditionne le champ utile).
Les cristaux de bonne qualité optique sont devenus rares et le coût de ces prismes est important. (Un Glan-Foucault de 20 mm d'arête coûte environ 2500 €).
Il existe aussi un prisme de Glan-Taylor. Comme le Glan-Foucault c'est un prisme à lame d'air mais cette fois les axes optiques sont parallèles à la face d'entrée. Le rayon extraordinaire vibre dans le plan de figure. Il est possible pour ce prisme d'éliminer les réflexions du rayon ordinaire sur la lame d'air en prenant j égal à l'angle de Brewster.

L'applet :
Les boutons radio "Glan-Thomson" et Glan-Foucault" permettent de choisir le type de prisme étudié.
Pour le prisme de Glan-Thomson, la liste de choix permet la sélection de la colle utilisée pour l'assemblage.
On peut faire varier l'incidence de la lumière incidente en glissant le curseur avec la souris.
Les rayons extraordinaires sont tracés en bleu. Ils vibrent normalement au plan de figure. Les rayons ordinaires sont en rouge. Avant le prisme la lumière n'est pas polarisée.
Bien remarquer que les valeurs des angles limites correspondant au fonctionnement désiré (émergence d'un seul rayon) ne sont pas symétriques.
Pour le Glan-Thomson, le rayon ordinaire après réflexion sur AC subit une seconde réflexion sur BC : il faut dépolir cette face pour éviter des réflexions multiples à l'intérieur du prisme.
Données utilisées :
* Cristal : Calcite (uniaxe négatif)  no = 1,6584; ne = 1,4865; Bande passante : 300 nm à 2700 nm
* Huile de lin N = 1,485; Glycérine N = 1,474; Baume du Canada N = 1,55.
* Angle a :   Glan-Thomson a = 20°,  Glan-Foucault a = 50°.
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