光的偏振介紹課件

本次課的內(nèi)容重點(diǎn):理解雙折射現(xiàn)象掌握布儒斯特定律理解偏振光的干涉了解反射和折射光的偏振

了解晶體相移器件;圓和橢圓偏振光的起偏及檢驗(yàn)一反射和折射光的偏振·n1n2iir自然光反射和折射后產(chǎn)生部分偏振光n1n2i0i0r0····S·············i=i0時(shí)，反射光只有S分量線偏振光(光矢量的振動(dòng)方向垂直于入射面)i0

+r0=90Oi0

—布儒斯特角或

起偏角由

有—布儒斯特定律

(1812年)i0

+r0=90On1

=1.00(空氣)n2=1.50(玻璃)例如：互余空氣→玻璃玻璃→空氣

玻璃片堆起偏和檢偏當(dāng)i=i0時(shí)············i0(接近線偏振光)··················自然光線偏振光···

方解石oee

o1.雙折射的概念n1n2irore自然光o光e光2.尋常光和非尋常光o光:遵從折射定律e光:一般不遵從折射定律e光折射線也不一定在入射面內(nèi)?！ぁぁぞw的各向異性、例如方解石····O光和e光的振動(dòng)方向?*晶體的光軸當(dāng)光在晶體內(nèi)沿某個(gè)特殊方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸。例如:方解石晶體(冰洲石)AB光軸102°光軸是一特殊的方向,凡平行于此方向的直線均為光軸。單軸晶體：只有一個(gè)光軸的晶體雙軸晶體：有兩個(gè)光軸的晶體(方解石、石英)(云母、硫磺)*主平面：晶體中光的傳播方向與晶體光軸構(gòu)成的平面。e光光軸e光的主平面o光光軸o光的主平面····O光的振動(dòng)方向垂直與它的主平面;e光的振動(dòng)方向平行與它的主平面························vo

t光軸光軸ve

tvo

to光:e光:

n0，ne晶體的主折射率

正晶:

ne>no負(fù)晶:

ne<no(vo>ve)

(vo<ve)vo

tve

t光軸

子波源光軸子波源vo

tve

t

3晶體的主折射率正晶體、負(fù)晶體如:方解石,

電氣石如:石英

4兩種重要的晶體起偏器件

（1）.利用晶體的二向色性制作的晶體偏振器晶體的二向色性：某些晶體對(duì)o光和e光的吸收有很大差異電氣石····光軸e光光軸線偏振光（2）.利用晶體的雙折射制作的偏振棱鏡偏光鏡:

格蘭─湯姆孫棱鏡偏光分束鏡:沃拉斯頓棱鏡············

光軸光軸方解石方解石加拿大樹膠

(n=1.55)oe吸收涂層ino(1.6584)＞n(1.55)＞ne(1.4864)·12方解石方解石·······oe光軸光軸·方解石

n0＞ne光軸與晶體表面斜交，自然光垂直入射······o

e晶體光軸····

e方解石光軸······o

eo5單軸(負(fù))晶體中光傳播的惠更斯作圖法

光軸

負(fù)晶體

(vo<ve)vo

tve

t

光軸平行晶體表面，自然光斜入射

光軸ir0reo

·······

oΔt

eΔt··eo

··ecΔt光軸

負(fù)晶體

(vo<ve)

光軸平行晶體表面，自然光垂直入射····

eoeo光軸晶體····傳播方向相同；它們?cè)诰w中的光程不同相位延遲片光軸

可制作特殊的晶片-o光和e光的對(duì)比：速度不同(=>折射率不同),重要振動(dòng)方向垂直；三.波(晶)片─相位延遲片ydxAAoAe

線偏振光光軸λ

通過(guò)厚為d的晶片，o、e光產(chǎn)生光程差和相位差：AAoAe

光軸

振幅關(guān)系····

eoeo光軸晶體兩束線偏振光-傳播方相同、振動(dòng)方向相互垂直、頻率相等、相位差固定為

，若合成為一束橢圓/圓偏振光。線偏振光入射!

(1)四分之一波片出射的兩個(gè)線偏振光合成：入射：線偏振光→橢圓偏振光AAoAe

光軸AeAo出射：振動(dòng)方向相互垂直同頻率有一定位相差的兩個(gè)線偏振光→圓偏振光(2)二分之一波片使線偏振光振動(dòng)面轉(zhuǎn)過(guò)2

角度

A0入A0出A入A出Ae入=Ae出入光軸(3)全波片線偏振光振動(dòng)面不變光軸A入A0入Ae入Ae入=A出A0出Ae入=Ae出入→e線偏振光入射：線偏振光

AAoAe光軸出射：線偏振光→O線偏振光*橢圓與圓偏振光的獲得及檢偏

入射線偏振光通過(guò)四分之一波片后→圓偏振光AAoAe

光軸P→橢圓偏振光線偏振光入射圓偏振光或橢圓偏振光通過(guò)四分之一波片后思考使用一個(gè)四分之一波片和一個(gè)偏振片，如何區(qū)分自然光和圓偏光；部分線偏光和橢圓偏振光？獲得檢偏

四分之一波片圓偏振光自然光自然光線偏振光

偏振片（轉(zhuǎn)動(dòng)）線偏振光

I不變線偏振光I變,有消光以入射光方向?yàn)檩S

四分之一波片橢圓偏振光部分偏振光線偏振光

偏振片（轉(zhuǎn)動(dòng)）線偏振光I變,有消光

部分偏振光光軸平行最大光強(qiáng)或最小光強(qiáng)方向放置線偏振光I變,無(wú)消光偏振態(tài)的檢驗(yàn)1.偏振光干涉裝置d晶片C

偏振片P2偏振化方向

單色自然光偏振片P1偏振化方向光軸方向2.偏振光干涉的分析1).振幅關(guān)系P2P1CA1AeAoA2oA2e

四偏振光的干涉晶片C在P2

后，振幅為：P1、P2夾角大于

通過(guò)晶體C后通過(guò)P2

后（若P1、P2夾角小于

，則無(wú)附加相差

）2).相位關(guān)系P2P1CA1AeAoA2oA2e

兩束光強(qiáng)相等的相干光!結(jié)論：通過(guò)P2

后是—干涉相長(zhǎng)—干涉相消干涉相消單色光入射，干涉相長(zhǎng)白光入射:屏上由于某種顏色干涉相消，而呈現(xiàn)它的互補(bǔ)色-這叫（顯）色偏振。如紅色相消→綠色；藍(lán)色相消→黃色若d不均勻，若d均勻若d不均勻，出現(xiàn)等厚干涉條紋。出現(xiàn)彩色條紋。偏振光的干涉問(wèn)題使用一個(gè)偏振片和一個(gè)四分之一波片如何檢驗(yàn)如下七種偏振態(tài)？線偏振光圓偏光自然光自然光加圓偏光橢圓偏光自然光加線偏光自然光加橢圓偏光使用一個(gè)偏振片和一個(gè)四分之一波片把檢偏器對(duì)著被檢光旋轉(zhuǎn)一周，若得到兩明兩零光強(qiáng)不變兩明兩暗線偏振光在光路中先插入1/4波片，再旋轉(zhuǎn)檢偏