高二物理物理竞赛晶体光学器件课件.pptx

（2）四分之一波晶片（简称）四分之一波晶片（简称 片）：片）：相位差相位差满足：满足：5）波晶片）波晶片（1）定义：）定义： 能使能使 光与光与 光产生相位差的晶体器件光产生相位差的晶体器件oe4/()(21) /4oenn dk光程差满足：光程差满足：2(21)/2oenndk（）或：或：/2 第七章第七章 光在晶体中的传播光在晶体中的传播1 晶体光学器件晶体光学器件全波片（简称全波片（简称 片）：片）：相位差满足：相位差满足：()(21)oenn dk光程满足：光程满足：(21)2k二分之一波晶片（简称二分之一波晶片（简称 片）：片）：2/相位差满足：相位差满足： ()(21) /2oenn dk光程满足：光程满足：(21)k或：或： 或：或：2 注意：注意： (a)正晶体和负晶体均可制作波晶片正晶体和负晶体均可制作波晶片(b)正晶体中正晶体中 光快，光快， 光慢。光慢。oe(c)负晶体中负晶体中 光慢，光慢， 光快。光快。oe(d)相位落后相位落后 相当于相位超前相当于相位超前 2/32/因此，正、负晶体均可产生超前或因此，正、负晶体均可产生超前或落后的附加相位差。落后的附加相位差。vvoevveo(e)快轴和慢轴快轴和慢轴oe光轴光轴快轴：快轴：在晶体中传播速度在晶体中传播速度 较快的振动方向较快的振动方向vvoe若：若： 则则 光振动方向是快轴光振动方向是快轴o慢轴：慢轴：在晶体中传播速度较慢的振动方向在晶体中传播速度较慢的振动方向vvoe若：若：则则 光振动方向是慢轴光振动方向是慢轴e快轴快轴慢轴慢轴（4）全波片（简称）全波片（简称 片）：片）：相位差满足：相位差满足：()(21)oenn dk光程满足：光程满足：(21)2k（3）二分之一波晶片（简称）二分之一波晶片（简称 片）：片）：2/相位差满足：相位差满足： ()(21) /2oenn dk光程满足：光程满足：(21)k或：或： 或：或：2 （5）注意：）注意： (a)正晶体和负晶体均可制作波晶片正晶体和负晶体均可制作波晶片(b)正晶体中正晶体中 光快，光快， 光慢。光慢。oe(c)负晶体中负晶体中 光慢，光慢， 光快。光快。oe(d)相位落后相位落后 相当于相位超前相当于相位超前 2/32/因此，正、负晶体均可产生超前或因此，正、负晶体均可产生超前或落后的附加相位差。落后的附加相位差。vvoevveo(e)快轴和慢轴快轴和慢轴oe光轴光轴快轴：快轴：在晶体中传播速度在晶体中传播速度 较快的振动方向较快的振动方向vvoe若：若： 则则 光振动方向是快轴光振动方向是快轴o慢轴：慢轴：在晶体中传播速度较慢的振动方向在晶体中传播速度较慢的振动方向vvoe若：若：则则 光振动方向是慢轴光振动方向是慢轴e快轴快轴慢轴慢轴3 圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检验圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检验1垂直振动的合成垂直振动的合成1）问题：）问题： 已知两个垂直分振动为已知两个垂直分振动为求合振动的偏振态？求合振动的偏振态？0cos()yyEEt0cos()xxEEtyx2） 或或 时时0 0cos() ,yyEEt 0cos()xxEEt00yyxxEEEE 消去消去 ，得：，得： ，是直线方程。，是直线方程。t0yx0 xE0yE yx0 xE0yE3） 时时显然，合振动是线偏振态。显然，合振动是线偏振态。22000 xyEEE00tanyxEE 振幅：振幅：振动方向：振动方向：其中：其中： 00cosxEE00sinyEE/2 0sin,yyEEt 0cosxxEEt2222001yxxyEEEE消去消去 ，得：，得：t，是正椭圆方程，是正椭圆方程合振动是正椭圆偏振态。合振动是正椭圆偏振态。/2 右旋：右旋： xE0yE0 xEyAExPy右旋右旋O左旋左旋 /2左旋：左旋： xE0yE0 xEyAExPyO000 xyEEE时，椭圆偏振态退化为圆偏振态。时，椭圆偏振态退化为圆偏振态。/2 ExPy右旋右旋O/2ExPy左旋左旋O4）普遍情形）普遍情形由由 0cos()xxEEt0cos() ,yyEEt消去消去 ，得：，得：t2222200002cossinyxyxxyxyEE EEEEE E随相位差变化的合振动的偏振态图：随相位差变化的合振动的偏振态图：圆偏振光和椭圆偏振光的获得圆偏振光和椭圆偏振光的获得1）问题：如何获得圆偏振光和椭圆偏振光）问题：如何获得圆偏振光和椭圆偏振光?2）求解方法：）求解方法：利用偏振片利用偏振片P和波晶片和波晶片K把自然光把自然光改造成圆偏振光或椭圆偏振光。改造成圆偏振光或椭圆偏振光。oe光轴光轴光路图：光路图： 自然光自然光圆或椭圆圆或椭圆偏振光偏振光PK