12.5 橢圓偏振光和圓偏振光

12.5橢圓偏振光和圓偏振光兩個相位相同、振動方向互相垂直的線偏振光，它們的振動方程為:則任一時(shí)刻這兩個光振動的合成光矢量為：光矢量E以角速度旋轉(zhuǎn)，E的端點(diǎn)描繪出橢圓軌跡，這樣的光就是橢圓偏振光。橢圓偏振光可以看成是兩個偏振方向互相垂直、頻率相同、有一定相位差的線偏振光的合成.迎著光的傳播方向看，若光矢量沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，稱為右旋橢圓偏振光，反之稱為左旋的。1.橢圓偏振光2021/6/271在橢圓偏振光中，如果兩個分振動的光振幅相等，即E0x=E0y,而且兩個分振動的相位差2-1=/2，此時(shí)橢圓軌跡變?yōu)閳A，這樣的光就是圓偏振光。2.圓偏振光3.橢圓偏振光的獲得圖中P為偏振片，C為單軸晶片，與P平行放置，其厚度為d，主折射率為no和ne，光軸平行于晶面并與p的偏振化方向成夾角

。2021/6/272這樣的兩束頻率相同、振動方向互相垂直、有一定相位差的光互相疊加，就形成橢圓偏振光。

在這種情況下，o光和e光在晶體中沿同一方向傳播，但傳播速度不同，可得兩束光通過晶片后的相位差為式中

是單色光在真空中的波長。單色自然光通過偏振片P成為線偏振光，其振幅為E，光振動方向與晶片光軸的夾角為。此線偏振光垂直射入晶片C后，產(chǎn)生雙折射，o光振動垂直于光軸，振幅為e光振動平行于光軸，振幅為2021/6/2734.討論:(1)適當(dāng)?shù)剡x擇晶片的厚度d，使得o光和e光的光程差這時(shí)相應(yīng)地相位差為則兩束光通過晶片后疊加的結(jié)果是一正橢圓偏振光，其厚度為此時(shí)，如果再使

=

/4，則Eo=Ee，通過晶片的光即成為圓偏振光。使o光和e光的光程差等于四分之一波長的晶片成為四分之一波片。顯然，四分之一波片是對特定波長而言的。2021/6/274(2)如果晶片的厚度d使得o光和e光的光程差為相應(yīng)的相位差為則兩束光通過晶片后疊加的結(jié)果仍為線偏振光，但它的振動面入射的線偏振光轉(zhuǎn)過了2

角。

=

/4時(shí)，可使線偏振光的振動面旋轉(zhuǎn)/2，這樣的晶片稱為二分之一波片，其厚度為2021/6/275當(dāng)入射到檢偏器上的光是圓偏振光或橢圓偏振光時(shí)，隨著檢偏器的轉(zhuǎn)動，對于圓偏振光，其透射光強(qiáng)將和自然光的情況一樣，光強(qiáng)不變化；對于橢圓偏振光，其透射光強(qiáng)的變化和檢驗(yàn)部分偏振光是的情況一樣。因此，僅用檢偏器觀察光強(qiáng)的變化，無法將圓偏振光和自然光區(qū)分開來；同樣也無法將橢圓偏振光和部分偏振光分開。

圓偏振光和自然光或者橢圓偏振光和部分偏振光的根本區(qū)別是相位關(guān)系的不同。圓偏振光和橢圓偏振光是由兩個有確定相位差的互相垂直的光振動合成的，合成光矢量作有規(guī)律的旋轉(zhuǎn)。而自然光和部分偏振光在不同振動面上的光振動是彼此獨(dú)立的，因而表示它們的兩個互相垂直的光振動之間沒有恒定的相位差。根據(jù)這一區(qū)別就可以將它們區(qū)分開。5.橢圓偏振光和圓偏振光的檢驗(yàn)2021/6/276

通常區(qū)分圓偏振光和自然光的方法是在檢偏器上加上一塊四分之一波片。圓偏振光通過四分之一波片后變成線偏振光，這樣再轉(zhuǎn)動檢偏器時(shí)就可觀察到光強(qiáng)有變化，并出現(xiàn)最大光強(qiáng)和消光。如果是自然光，通過四分之一波片后仍為自然光，轉(zhuǎn)動檢偏器時(shí)光強(qiáng)沒有變化。

檢驗(yàn)橢圓偏振光時(shí)，應(yīng)使四分之一波片的光軸方