偏振光的研究

1、.螞蝕羅蒂莂裊袁蒂蒄蚈膀蒁薇襖肆蒀蝿蚇肂葿蒈羂羈蒈薁螅芇蕆蚃羀膃蒆螅螃聿薆蒅罿羅膂薇螁袁膁蝕羇艿膀葿螀膅膀薂肅肁腿蚄袈羇膈螆蟻芆膇蒆袆膂芆薈蠆肈芅蟻裊羄芄莀蚇袀芄薂袃羋芃蚅螆膄節(jié)螇羈肀芁蕆螄羆芀蕿罿袂荿蟻螂膁莈莁羈肇莈蒃螁羃莇蚆羆罿莆螈衿羋蒞蒈螞膄莄薀袇聿莃螞蝕羅蒂莂裊袁蒂蒄蚈膀蒁薇襖肆蒀蝿蚇肂葿蒈羂羈蒈薁螅芇蕆蚃羀膃蒆螅螃聿薆蒅罿羅膂薇螁袁膁蝕羇艿膀葿螀膅膀薂肅肁腿蚄袈羇膈螆蟻芆膇蒆袆膂芆薈蠆肈芅蟻裊羄芄莀蚇袀芄薂袃羋芃蚅螆膄節(jié)螇羈肀芁蕆螄羆芀蕿罿袂荿蟻螂膁莈莁羈肇莈蒃螁羃莇蚆羆罿莆螈衿羋蒞蒈螞膄莄薀袇聿莃螞蝕羅蒂莂裊袁蒂蒄蚈膀蒁薇襖肆蒀蝿蚇肂葿蒈羂羈蒈薁螅芇蕆蚃羀膃蒆螅螃聿薆蒅罿羅膂薇螁袁

2、膁蝕羇艿膀葿螀膅膀薂肅肁腿蚄袈羇膈螆蟻芆膇蒆袆膂芆薈蠆肈芅蟻裊羄芄莀蚇袀芄薂袃羋芃蚅螆膄節(jié)螇羈肀芁蕆螄羆芀蕿罿袂荿蟻螂膁莈莁羈肇莈蒃螁羃莇蚆羆罿莆螈衿羋蒞蒈螞膄莄薀袇聿莃螞蝕羅蒂莂裊袁蒂蒄蚈膀蒁薇襖肆蒀蝿蚇肂葿蒈羂羈蒈薁螅芇蕆蚃羀膃蒆螅螃聿 偏振光的研究2006.1.10中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)國(guó)家級(jí)精品課程大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)講座前言干涉和衍射光的波動(dòng)性偏振光是橫波光的偏振現(xiàn)象偏振元件應(yīng)用 光的矢量性 光是橫波K為波面的法線方向，S為光波的能量傳播方向。在各向同性的介質(zhì)中S與K同向。在各向異性的介質(zhì)中S與K不同向。 自然光 線偏振光 部分偏振光 圓偏振光 橢圓偏振光部分偏振度定義： 橢圓偏振光的形成（兩個(gè)互

3、相垂直的振動(dòng)的合成）橢圓方程式：改變光的偏振態(tài)的方法1、利用偏振片2、利用反射現(xiàn)象3、利用雙折射晶體 光的散射利用偏振片產(chǎn)生偏振光馬呂斯定律（1809年）和消光現(xiàn)象菲涅耳公式（只寫(xiě)出反射時(shí)的公式）注：R，A為振幅 布魯斯特角：利用布儒斯特角產(chǎn)生偏振光全反射時(shí)光的偏振態(tài)的改變反射波的振幅比可以改寫(xiě)為： 當(dāng)入射角大于或等于臨界角sin-1(n)時(shí)全反射時(shí)的相位改變菲涅耳棱體晶體光學(xué)晶體光學(xué)元件1、偏振器件： 尼科耳棱鏡格蘭棱鏡2 波晶片構(gòu)造：?jiǎn)屋S晶體使其光軸與表面平行 入射光 1/4波片檢驗(yàn)偏振光的光路偏振光的檢驗(yàn)借助檢偏器和1/4波晶片檢驗(yàn)光的5種偏振態(tài)1.只用檢偏器（轉(zhuǎn)動(dòng)）： 對(duì)于線偏光可以出

4、現(xiàn)極大和消光現(xiàn)象。 對(duì)于橢圓偏光和部分偏光可以出現(xiàn)極大和極小現(xiàn)象。 對(duì)于圓偏光和非偏光各方向光強(qiáng)不變。2.用1/4波晶片和檢偏器（轉(zhuǎn)動(dòng)） ： 對(duì)于非偏光（自然光）各方向光強(qiáng)不變。 對(duì)于圓偏光出現(xiàn)消光現(xiàn)象（原因）。 對(duì)于部分偏光仍出現(xiàn)極大和極小現(xiàn)象。 對(duì)于橢圓偏光，當(dāng)把1/4波晶片的快慢軸放在光強(qiáng)極大位置時(shí)出現(xiàn)消光現(xiàn)象（原因）。平行偏光干涉的裝置（干涉的三條件：頻率、振動(dòng)方向、初位相相同） 裝置：自然光+起偏器P1+波晶片+檢偏器P2偏振光的干涉的結(jié)果 現(xiàn)象單色光照明厚度變化的波晶片P1 P2，P1 II P2，亮暗紋互補(bǔ)白光照明厚度變化的波晶片P1 P2，P1 II P2，彩色互補(bǔ)（如紅色與青

5、色，綠色和紫色，黃色和藍(lán)色等）顯色偏振其他產(chǎn)生雙折射的機(jī)理和應(yīng)用光測(cè)彈性（由于材料的內(nèi)、外應(yīng)力造成雙折射現(xiàn)象） 檢查玻璃、塑料等的內(nèi)應(yīng)力橋梁、礦井、水壩和機(jī)械工件等的應(yīng)力分布的監(jiān)測(cè)和模擬。地震預(yù)報(bào)?？藸栃?yīng)和普克爾效應(yīng)（由于電場(chǎng)造成雙折射現(xiàn)象）高速光開(kāi)關(guān)。旋光現(xiàn)象的觀察和測(cè)量1811年由阿喇果和畢奧發(fā)現(xiàn)石英、松節(jié)油、糖溶液中有旋光現(xiàn)象左旋和右旋與旋光物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān)（1822年赫謝爾發(fā)現(xiàn)）旋光計(jì)測(cè)量糖溶液的濃度 會(huì)聚偏光的干涉 橢圓偏振光法測(cè)定介質(zhì)薄膜的厚度和折射率在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，薄膜有著廣泛的應(yīng)用。因此測(cè)量薄膜的技術(shù)也有了很大的發(fā)展，橢偏法就是70年代以來(lái)隨著電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用而發(fā)展起來(lái)的

6、目前已有的測(cè)量薄膜的最精確的方法之一。橢偏法測(cè)量具有如下特點(diǎn)：能測(cè)量很薄的膜（1nm），且精度很高，比干涉法高1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。是一種無(wú)損測(cè)量，不必特別制備樣品，也不損壞樣品，比其它精密方法：如稱(chēng)重法、定量化學(xué)分析法簡(jiǎn)便。可同時(shí)測(cè)量膜的厚度、折射率以及吸收系數(shù)。因此可以作為分析工具使用。對(duì)一些表面結(jié)構(gòu)、表面過(guò)程和表面反應(yīng)相當(dāng)敏感。是研究表面物理的一種方法 橢偏儀的光路圖橢偏儀的基本原理入射光的P分量入射光的S分量反射光的P 分量和 S分量的比值橢圓參量 r=RP/Rs=tanyexp(iD)=f(n1, n2, n3,f1，d，l）總結(jié)光是橫波具有五種偏振態(tài)光與物質(zhì)相互作用時(shí)會(huì)發(fā)生偏振態(tài)的改變偏

7、振元件：偏振片、偏振棱鏡、波片應(yīng)用：光測(cè)彈性、旋光計(jì)、橢偏儀、電光調(diào)制 羈袈莁莇薅羀膄芃薄膂莀螞薃袂節(jié)薈薂羄蒈蒄薁肇芁莀薀腿肅蚈薀衿艿薄蠆羈肂蒀蚈肅芇莆蚇螃肀莂蚆羅莆蟻蚅肇膈薇蚅膀莄蒃蚄衿膇荿蚃羂莂芅螂肄膅薄螁螄莀蒀螀袆膃蒆蝿肈葿莂蝿膁節(jié)蝕螈袀肄薆螇羃芀蒂螆肅肅莈裊螅羋芄襖袇肁薃袃罿芆蕿袃膁腿蒅袂袁蒞莁袁羃膇蠆袀肆莃薅衿膈膆蒁羈袈莁莇薅羀膄芃薄膂莀螞薃袂節(jié)薈薂羄蒈蒄薁肇芁莀薀腿肅蚈薀衿艿薄蠆羈肂蒀蚈肅芇莆蚇螃肀莂蚆羅莆蟻蚅肇膈薇蚅膀莄蒃蚄衿膇荿蚃羂莂芅螂肄膅薄螁螄莀蒀螀袆膃蒆蝿肈葿莂蝿膁節(jié)蝕螈袀肄薆螇羃芀蒂螆肅肅莈裊螅羋芄襖袇肁薃袃罿芆蕿袃膁腿蒅袂袁蒞莁袁羃膇蠆袀肆莃薅衿膈膆蒁羈袈莁莇薅羀膄芃薄膂莀螞薃袂節(jié)薈薂羄蒈蒄薁肇芁莀薀腿肅蚈薀衿艿薄蠆羈肂蒀蚈肅芇莆蚇螃肀莂蚆羅莆蟻蚅肇膈薇