5-7橢圓偏振光與圓偏振光教案資料

5.7橢圓偏振光與圓偏振光*圓偏振光在垂直于光傳播方向的固定平面內(nèi)，光矢量的大小不變，但隨時(shí)間以角速度

旋轉(zhuǎn)，其末端的軌跡是圓。這種光叫做圓偏振光。某一固定時(shí)刻t0，在傳播方向上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光矢量的端點(diǎn)軌跡是螺旋線.隨著時(shí)間推移，螺旋線以相速前移。圓偏振若圓偏振光的光矢量隨時(shí)間變化是右旋的，則這種圓偏振光叫做右旋圓偏振光，反之，叫做左旋圓偏振光。若光矢量在時(shí)間上是右旋的，則在空間上一定是左旋，即“空左時(shí)右”。在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)，右旋圓偏振光的電矢量隨時(shí)間變化順時(shí)針旋轉(zhuǎn)右旋圓偏振光在三維空間中電矢量左旋蔗糖一、圓和橢圓偏振光的描述考慮頻率相同振動(dòng)方向相互垂直位相差恒定沿z方向傳播的兩線偏振光的疊加[例]上述兩線偏振光的獲得：設(shè)線偏振光正入射到波片上，振動(dòng)方向與光軸成θ角，入射光被分成o光（沿y軸，初位相為φy）和e光（沿x軸，初位相為φx

）o光和e光從波片出射后有恒定的位相差傳播速度相同兩線偏振光的波動(dòng)方程為合成波的波動(dòng)方程為（1）；（2）圓偏振由（1）和（2）消除時(shí)間t，得關(guān)于Ex、Ey的方程（電矢量E的矢端軌跡方程）：（1）（2）電矢量E作周期性的運(yùn)動(dòng)，與Ex和Ey有相同的周期ω圓偏振α橢圓的一般方程結(jié)論：電矢量E的矢端軌跡為橢圓——橢圓偏振光Ax-AxAy-AyOExEyE邊長(zhǎng)為2Ax、2Ay的矩形，橢圓與其內(nèi)切Ex在±Ax之間變化Ey在±Ay之間變化橢圓主軸（長(zhǎng)軸）與x夾角α討論：橢圓的形狀與Ax、Ay和Δφ有關(guān)，分析幾種特殊情形（1）Δφ=0或±2π的整數(shù)倍：直線方程（一、三象限的對(duì)角線）（2）Δφ=±2π的半整數(shù)倍：例Δφ=π直線方程（二、四象限的對(duì)角線）（3）Δφ=±π/2及其奇數(shù)倍：例Δφ=π/2標(biāo)準(zhǔn)橢圓方程，主軸與坐標(biāo)軸重合若Ax=Ay，則電矢量E的矢端軌跡為圓—圓偏振光（4）0<Δφ<π/2：一般橢圓方程[例]線偏振光正入射到1/4波片上，振動(dòng)方向和光軸方向成45°角，則o光和e光等振幅Ax=Ay，Δφ=π/2，出射光為圓偏振光。（a）Δφ=0

（b）0<Δφ<π/2（d）π/2<Δφ<π（e）Δφ=π

（f）0<Δφ<3π/2（g）Δφ=3π/2（h）π3/2<Δφ<2π（c）Δφ=π/2Q1Q2二、橢圓偏振光的旋向合矢量E的旋向不同，可分為兩類偏振光：迎光傳播方向觀察合矢量順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，右旋偏振光合矢量逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，左旋偏振光判據(jù)由相隔1/4（Δφ=π/2）周期值的分析左旋偏振光右旋偏振光[例]若Δφ=π/2，則設(shè)t=t0時(shí)，ωt0-kz=0，則Ex=Ax，Ey=0，合矢量如圖當(dāng)t=t0+T/4時(shí)，ωt-kz=ωt0+ωT/4–kz=ωt0-kz+π/2，則Ex=0，Ey=-Ay，合矢量如圖從Q1—Q2，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，為右旋偏振光三、自然光改造成橢圓偏振光或圓偏振光1、橢圓偏振器用起偏器獲得線偏振光，垂直入射到波片上獲得橢圓偏振光2、圓偏振器用起偏器獲得線偏振光，垂直入射到1/4波片且使入射線偏振光的振動(dòng)方向與光軸成45°，獲得圓偏振光yxzdExEyθEO光軸方向3部分偏振光由自然光