激光測(cè)量技術(shù)-第一章背景知識(shí)

1、1.自然光: 在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)沿各方向振動(dòng)的光矢量呈對(duì)稱分布2.任何取向的一個(gè)光矢量都可分解為兩個(gè)相互垂直方向上的分量 3.自然光可分解為兩個(gè)自然光可分解為兩個(gè)任意垂直方向上的、任意垂直方向上的、振幅相等的獨(dú)立分振振幅相等的獨(dú)立分振動(dòng)動(dòng)4. 表示方法表示方法:ziranguang3.SWF1. 線偏振光 光矢量只沿某一固定方向振動(dòng)的光為線偏振光 2. 表示方法3.線偏振光也可以用傳播方向相同、相位相同或相差、振動(dòng)相互垂直的兩列光波的疊加描述 1.定義: 部分偏振光在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)沿各方向振動(dòng)的光矢量都有，但振幅不對(duì)稱，在某一方向振動(dòng)較強(qiáng)，而與它垂直的方向上振動(dòng)較弱2.部分偏

2、振光的光矢量可分解為兩個(gè)振幅不等、振動(dòng)相互垂直的獨(dú)立分振動(dòng) 3. 表達(dá)方式1. 起偏，即將自然光轉(zhuǎn)變?yōu)槠窆? 用以轉(zhuǎn)變自然光為偏振光的物體叫起偏器 起偏器原理: a. 二色性 b. 反射 c. 雙折射2. 檢驗(yàn)?zāi)呈馐欠袷瞧窆狻Ｓ靡耘袛嗄呈馐欠袷瞧窆獾奈矬w叫做檢偏器。3自然光經(jīng)過起偏器后轉(zhuǎn)變成線偏振光。 4在自然光的光路中插入檢偏器，屏上光強(qiáng)減半。檢偏器旋轉(zhuǎn)，屏上亮暗無變化5對(duì)線偏振光，檢偏器旋轉(zhuǎn)一周，光強(qiáng)兩亮兩暗。6對(duì)部分偏振光，檢偏器旋轉(zhuǎn)一周，屏上光強(qiáng)兩亮兩弱。馬呂斯定律1. 定義 一束光強(qiáng)為I0的線偏振光，透過檢偏器以后，透射光的光強(qiáng)為 式中 是線偏振光的光振動(dòng)方向與檢偏器透振方

3、向間的夾角2.在光路中放入偏振片P1作為起偏器，獲得振動(dòng)方向與 P1透振方向一致的線偏振光，線偏振光的強(qiáng)度 I0為入射自然光強(qiáng)度的 1/2馬呂斯定律3.在光路中放入偏振片 P2，P2作為檢偏器，其透振方向 與P1 的夾角為 ，透過 的光振幅：A=A0cosa ，光強(qiáng)：I=I 0cos2a ， 這就是馬呂斯定律。 1 定義當(dāng)入射角滿足關(guān)系式反射光為振動(dòng)垂直于入射面的線偏振光，該式稱為布儒斯特定律，i0 為起偏振角或布儒斯特角。此時(shí)折射光偏振化的強(qiáng)度最強(qiáng)，但它不是完全偏振光 2. 推論當(dāng)光線以起偏振角入射時(shí)，反射光和折射光的傳播方向互相垂直，即： i0+r=901.定義一束入射光在各向異性介質(zhì)的界

4、面折射時(shí)，產(chǎn)生兩束折射光的現(xiàn)象稱為雙折射現(xiàn)象。其中一束折射光始終在入射面內(nèi)，且遵守折射定律，稱為尋常光，簡(jiǎn)稱 o光。另一束折射光一般不在入射面內(nèi)，也不遵守折射定律，沿不同方向有不同的折射率，稱為非常光，簡(jiǎn)稱 e光。 O、E光均為偏振光2. 光軸與主截面光軸與主截面 在晶體中存在著一個(gè)特殊的方向，當(dāng)光線在晶體在晶體中存在著一個(gè)特殊的方向，當(dāng)光線在晶體內(nèi)沿著這個(gè)方向傳播時(shí)，不發(fā)生雙折射內(nèi)沿著這個(gè)方向傳播時(shí)，不發(fā)生雙折射,這個(gè)特殊這個(gè)特殊的方向稱為晶體的的方向稱為晶體的光軸光軸 包含光軸與晶面法線的平面為包含光軸與晶面法線的平面為主截面主截面 3.o光主平面和光主平面和 e光主平面光主平面 由光軸和

5、 o光組成的平面為o 光主平面。o 光振動(dòng)面垂直于主平面。由光軸和 e光組成的平面為e 光主平面。 e光的振動(dòng)面平行于主平面。當(dāng)入射面與主截面重合時(shí)，兩主平面均與主截面重合。e 光、o 光振動(dòng)相互垂直。 4. 應(yīng)用-方解石晶體制成起偏棱鏡（尼科耳棱鏡）尼科耳棱鏡是利用光的全反射原理與晶體的雙折射現(xiàn)象制成的一種偏振儀器 1. 定義橢圓偏振光 : 光的振動(dòng)的大小和方向隨時(shí)間 而不斷變化圓偏振光 : 光的振動(dòng)的大小不隨時(shí)間變化,而方向隨時(shí)間而不斷變化2. 產(chǎn)生 利用兩頻率相同、振動(dòng)方向相互垂直、相位差為 的簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成的原理，可以得出 : =2k, o,e光合成線偏振光 =（2k+1），線偏振光 =（2k+1）/2，橢圓偏振光 其他值，橢圓偏振光1.定義 光軸和晶面平行的單軸晶片為波片當(dāng) =/2 時(shí) d=/4,這樣的晶片稱為四分之一波片 當(dāng) = 時(shí) d=/2,這樣的晶片稱為半波片 作用:1.線偏振光振動(dòng)方向 與1/4波片成45度，出射為圓偏振光2.線偏振光振動(dòng)方向 與1/4波片不成45度，出射為橢圓偏振光3.圓偏振光通過1/4波片后，變?yōu)榫€偏振