第五章 光的偏振节精选文档.ppt

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1、第五章 光的偏振节1本讲稿第一页，共五十二页11相互垂直的简谐振动的合成相互垂直的简谐振动的合成在有些实际问题中，常会遇到一个质点同时参与在有些实际问题中，常会遇到一个质点同时参与两个不同方向的振动，这时质点的合位移是两个两个不同方向的振动，这时质点的合位移是两个分振动的位移的矢量合分振动的位移的矢量合1.相互垂直的两个同频率简谐振动的合成相互垂直的两个同频率简谐振动的合成设两个简谐振动分别在设两个简谐振动分别在 x 轴和轴和 y 轴上进行，轴上进行，振动频率相同，它们的振动表达式为振动频率相同，它们的振动表达式为x=A1cos(t+1)y=A2cos(t+2)任何时刻任何时刻 t 质点的质点

2、的位置坐标是位置坐标是（x，y)回回 忆忆2本讲稿第二页，共五十二页x=A1cos(t+1)y=A2cos(t+2)消去参数消去参数 t，可得质点运动的可得质点运动的轨迹方程轨迹方程这是一个椭圆轨迹方程这是一个椭圆轨迹方程因为质点在因为质点在x 轴和轴和 y 轴方向上的位移轴方向上的位移是在有限范围内变动，所以椭圆轨道是在有限范围内变动，所以椭圆轨道不会超出不会超出 2A1 和和 2A2 为边的矩形范围为边的矩形范围椭圆的性质椭圆的性质如长短轴的大小和方位，如长短轴的大小和方位，由位相差决定由位相差决定讨论几种特殊情况讨论几种特殊情况3本讲稿第三页，共五十二页 =5/4 =3/2 =7/4 =

3、0 =/2 =3/4Q =/4P .位相差位相差 取各种值的情况取各种值的情况4本讲稿第四页，共五十二页光是电磁波，起光作用的是电场矢量，因此电场矢量又叫光是电磁波，起光作用的是电场矢量，因此电场矢量又叫光矢量，光波中光矢量的振动方向总和光的传播方向相垂光矢量，光波中光矢量的振动方向总和光的传播方向相垂直，所以电磁波是横波。直，所以电磁波是横波。在垂直于光传播方向的平面内，在垂直于光传播方向的平面内，光矢量可能有各种不同的振动方向，光矢量可能有各种不同的振动方向，通常把光矢量保持在特定振动方向上的状态通常把光矢量保持在特定振动方向上的状态 称为称为光的偏振态光的偏振态 1 光的偏振状态光的偏振

4、状态一光的偏振态一光的偏振态根据偏振状态，光可分为以下五类：根据偏振状态，光可分为以下五类：自然光自然光、线偏振光线偏振光、部分偏振光部分偏振光、椭圆偏振光椭圆偏振光、圆偏振光圆偏振光5本讲稿第五页，共五十二页线偏振光线偏振光又称为平面偏振光又称为平面偏振光E播播传传方方向向振振动动面面面对光的传播方向看面对光的传播方向看偏振方向光矢量只沿一个固定的方向振动光矢量只沿一个固定的方向振动线偏光的振动面（振动方向与传播方向决定的平面）线偏光的振动面（振动方向与传播方向决定的平面）是固定不动的。是固定不动的。表示：表示：光振动垂直板面光振动垂直板面光振动平行板面光振动平行板面6本讲稿第六页，共五十二

5、页线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解：线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解：EEyEx yx 7本讲稿第七页，共五十二页自然光自然光面对光的传播方向看面对光的传播方向看普通光源中由大量原子或分子组成，普通光源中由大量原子或分子组成，普通光源发的光是由各个原子或分子发出的光波列组成，普通光源发的光是由各个原子或分子发出的光波列组成，这些光波列的振动方向彼此不相关，随机分布的。这些光波列的振动方向彼此不相关，随机分布的。在垂直于光传播方向的平面内，在垂直于光传播方向的平面内，沿各个方向振动的光矢量都有，平均说来，沿各个方向振动的光矢量都有，平均说来，光矢量具有轴对称性而且均匀分布，光矢量具有轴对称性

6、而且均匀分布，各方向光振动的振幅相同，这种光称为各方向光振动的振幅相同，这种光称为自然光自然光,又叫又叫非偏振光非偏振光没有优势方向没有优势方向8本讲稿第八页，共五十二页一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干（无固定位相关系）的线偏振光。等幅的、不相干（无固定位相关系）的线偏振光。自然光的分解自然光的分解自然光的表示法：自然光的表示法：短线和点分别表示在纸面内和垂直于纸面的光振动短线和点分别表示在纸面内和垂直于纸面的光振动点和短线交替均匀画出，表示光矢量对称而均匀分布，点和短线交替均匀画出，表示光矢量对称而均匀分布，9本讲稿第九页，共

7、五十二页部分偏振光部分偏振光存在优势方向部分偏振光存在优势方向部分偏振光介于线偏光与自然光之间的偏振光介于线偏光与自然光之间的偏振光部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、不等幅的、部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、不等幅的、不相干不相干（无固定位相关系）（无固定位相关系）的线偏振光的线偏振光。部分偏振光的表示法：部分偏振光的表示法：一般部分偏振光都可看成自然光和线偏振光的混合一般部分偏振光都可看成自然光和线偏振光的混合10本讲稿第十页，共五十二页圆偏振光和椭圆偏振光圆偏振光和椭圆偏振光在垂直于光传播方向的平面内，在垂直于光传播方向的平面内，光矢量按一定频率旋转。光矢量按一定频率旋转

8、。如果光矢量的大小不断改变，如果光矢量的大小不断改变，使其端点轨迹是一个椭圆使其端点轨迹是一个椭圆椭椭圆偏振光圆偏振光如果光矢量的大小不变，如果光矢量的大小不变，使其端点轨迹是一个圆使其端点轨迹是一个圆圆偏振光圆偏振光根据相互垂直的简谐振动的合成规律，根据相互垂直的简谐振动的合成规律，圆偏振光和椭圆偏振光中光矢量的转动圆偏振光和椭圆偏振光中光矢量的转动都相当于两个相互垂直的振动的合成，因此，都相当于两个相互垂直的振动的合成，因此，圆偏振光和椭圆偏振光可看成两个相互垂直而圆偏振光和椭圆偏振光可看成两个相互垂直而有一定相差的线偏振光的合成。有一定相差的线偏振光的合成。y yx z传播方向传播方向

9、/2xE 011本讲稿第十一页，共五十二页 2 线偏振光的获得与检验线偏振光的获得与检验1.1.起偏和检偏起偏和检偏在实验室内怎样产生偏振光？在实验室内怎样产生偏振光？又如何检验光的偏振态呢？现在常用的方法是利用偏振片又如何检验光的偏振态呢？现在常用的方法是利用偏振片从自然光获得偏振光的过程从自然光获得偏振光的过程 起偏器起偏器:产生产生起偏起偏的光学器件的光学器件 起偏：起偏：分析、检验光的偏振态的过程分析、检验光的偏振态的过程 检偏：检偏：现在常用的起偏和检偏的器件是偏振片现在常用的起偏和检偏的器件是偏振片12本讲稿第十二页，共五十二页x yzz线栅起偏器线栅起偏器 电磁波电磁波（无无线线

10、电波）电波）透振方向2.2.偏振片偏振片这种晶粒对某一方向的光矢量有强烈的吸收这种晶粒对某一方向的光矢量有强烈的吸收而相对垂直的方向的光矢量则吸收很少。而相对垂直的方向的光矢量则吸收很少。因此，偏振片只能透过某个方向的光矢量或光矢量振动沿因此，偏振片只能透过某个方向的光矢量或光矢量振动沿该方向的分量，这个透光方向称为偏振片的该方向的分量，这个透光方向称为偏振片的偏振化方向偏振化方向实实用用的的光光学学线线栅栅称称为为“偏偏振振片片”，是是在在透透明明基片上有序的蒸度一层某种晶粒做成基片上有序的蒸度一层某种晶粒做成13本讲稿第十三页，共五十二页3.3.各种偏振态的光通过偏振片情况各种偏振态的光通

11、过偏振片情况 自然光自然光 自然光通过偏振片为线偏光；自然光通过偏振片为线偏光；转动偏振片转动偏振片360光强不变化；光强不变化；线偏光线偏光 线偏光通过偏振片为线偏光；线偏光通过偏振片为线偏光；转动偏振片转动偏振片360光强有变化，光强有变化，有两次消光，两次最亮。有两次消光，两次最亮。短片短片14本讲稿第十四页，共五十二页3.3.各种偏振态的光通过偏振片情况各种偏振态的光通过偏振片情况 部分偏振光部分偏振光 转动偏振片转动偏振片360光强有变化；无消光光强有变化；无消光 圆偏振光圆偏振光 转动偏振片转动偏振片360光强不变化；光强不变化；椭圆偏振光椭圆偏振光 转动偏振片转动偏振片360光强

12、有变化；无消光光强有变化；无消光偏振片用来检验光的偏振状态时，叫检偏器偏振片用来检验光的偏振状态时，叫检偏器只用一个偏振片无法区分自然光与圆偏振光，只用一个偏振片无法区分自然光与圆偏振光，部分偏振光与椭圆偏振光部分偏振光与椭圆偏振光15本讲稿第十五页，共五十二页4.4.马吕斯定律马吕斯定律 自然光自然光 线偏光线偏光马吕斯定律马吕斯定律（1809）16本讲稿第十六页，共五十二页消光消光马吕斯定律马吕斯定律（1809）17本讲稿第十七页，共五十二页3 反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振一反射光和折射光的偏振一反射光和折射光的偏振自然光在两种各向同性媒质分界面上反射和折射时，自然光在两种各向

13、同性媒质分界面上反射和折射时，不仅光的传播方向要改变，而且偏振状态也要发生变化。不仅光的传播方向要改变，而且偏振状态也要发生变化。一般情况下，反射光和折射光一般情况下，反射光和折射光不再是自然光，而是部分偏振光不再是自然光，而是部分偏振光在反射光中垂直于入射面的在反射光中垂直于入射面的光振动多于平行入射面的光振动，光振动多于平行入射面的光振动，而在折射光中平行于入射面的而在折射光中平行于入射面的光振动多于垂直入射面的光振动光振动多于垂直入射面的光振动18本讲稿第十八页，共五十二页理论和实验证明：理论和实验证明：反射光的偏振化程度和入射角反射光的偏振化程度和入射角 i 有关有关当入射角等于某一特

14、定值当入射角等于某一特定值 i0 时，时，反射光是光振动垂直入射面的线偏光，反射光是光振动垂直入射面的线偏光，这一特定角这一特定角 i0 称为称为起偏角起偏角或或布儒斯特角布儒斯特角注意：注意：折射光仍然是折射光仍然是部分偏振光部分偏振光19本讲稿第十九页，共五十二页有有布儒斯特定律布儒斯特定律(1812年年)二布儒斯特定律二布儒斯特定律实验中还发现实验中还发现当当时时，20本讲稿第二十页，共五十二页注意：注意：折射光仍然是折射光仍然是部分偏振光部分偏振光所以反射光虽然是完所以反射光虽然是完全偏振的，但光强较弱，而全偏振的，但光强较弱，而折射光是部分偏振的，光强折射光是部分偏振的，光强却较强却

15、较强当入射角等于当入射角等于i0 入射光中平行于入射面的光入射光中平行于入射面的光振动全部被折射，而垂直入振动全部被折射，而垂直入射面的光振动也大部分被折射面的光振动也大部分被折射，而反射的仅是其中的一射，而反射的仅是其中的一部分。部分。21本讲稿第二十一页，共五十二页玻璃片堆玻璃片堆i0(接近线偏振光接近线偏振光)当自然光以起偏角入射时，反射光为线偏光但光强很弱；当自然光以起偏角入射时，反射光为线偏光但光强很弱；折射光仍为部分偏振光单光强较强。折射光仍为部分偏振光单光强较强。为了增强反射光的强度和折射光的偏振化程度，采用为了增强反射光的强度和折射光的偏振化程度，采用22本讲稿第二十二页，共五

16、十二页4 双折射现象双折射现象一一.光的双折射现象光的双折射现象一束光射入各向异性媒质时，折射光分成两束的现象一束光射入各向异性媒质时，折射光分成两束的现象当晶体在垂直入射光的平面内转动时，当晶体在垂直入射光的平面内转动时，一束折射光传播方向保持不变，一束折射光传播方向保持不变，另一束折射光随着晶体转动传播方向改变。另一束折射光随着晶体转动传播方向改变。短片短片23本讲稿第二十三页，共五十二页2.寻常光寻常光o，非常光，非常光e在上述实验中转动晶体，在上述实验中转动晶体，折射光传播方向不变的那束光称为折射光传播方向不变的那束光称为寻常光寻常光o；随着晶体转动传播方向改变的那束光称为随着晶体转动

17、传播方向改变的那束光称为非常光非常光e24本讲稿第二十四页，共五十二页 寻常光（寻常光（o光光）遵从折射定律；遵从折射定律；n1n2irore(各向异各向异性媒质性媒质)自然光自然光o光光e光光非寻常光非寻常光（e光光）e 光折射线也不一定在入射面内。所以不遵守折射定律。光折射线也不一定在入射面内。所以不遵守折射定律。o 光和光和 e 光均为线偏振光。振动方向互相垂直光均为线偏振光。振动方向互相垂直25本讲稿第二十五页，共五十二页光的双折射现象源于晶体的各向异性，光的双折射现象源于晶体的各向异性，为了研究偏振情况，下面介绍一些晶体的光学性质为了研究偏振情况，下面介绍一些晶体的光学性质晶体多是各

18、向异性的物质，双折射现象表明，晶体多是各向异性的物质，双折射现象表明，非常光线在晶体内各个方向上的折射率不相等，非常光线在晶体内各个方向上的折射率不相等，而折射率和光线的传播速率有关，因而非常光线而折射率和光线的传播速率有关，因而非常光线在晶体内的传播速率是随方向的不同而改变的。在晶体内的传播速率是随方向的不同而改变的。寻常光线则不同，在晶体中各个方向上的折射率寻常光线则不同，在晶体中各个方向上的折射率以及传播速率都是相同的。以及传播速率都是相同的。研究表明，在晶体内部存在着某些特殊的方向，研究表明，在晶体内部存在着某些特殊的方向，光沿着这些特殊方向传播时，光沿着这些特殊方向传播时，寻常光线和

19、非常光线的折射率相等，光的传播速率也相等，寻常光线和非常光线的折射率相等，光的传播速率也相等，因而光沿这些方向传播时，不发生双折射现象，因而光沿这些方向传播时，不发生双折射现象，晶体中这些特殊方向称为晶体中这些特殊方向称为晶体的光轴晶体的光轴。26本讲稿第二十六页，共五十二页二晶体光轴、主平面二晶体光轴、主平面当光在晶体内沿某个特殊方向传播时当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，不发生双折射，该方向称为晶体的该方向称为晶体的光轴。光轴。1.1.晶体的光轴晶体的光轴沿光轴方向沿光轴方向 o 光和光和 e 光在的传播速率相等光在的传播速率相等注意：注意：光轴只是一特殊方向而非一实在轴线光轴

20、只是一特殊方向而非一实在轴线凡平行于此方向的直线均为光轴。凡平行于此方向的直线均为光轴。如天然方解石如天然方解石平行六面体平行六面体光轴光轴27本讲稿第二十七页，共五十二页2.2.单轴晶体、多轴晶体单轴晶体、多轴晶体多轴晶体：多轴晶体：不只一个不只一个光轴方向的晶体。光轴方向的晶体。单轴晶体：单轴晶体：只有一个光轴方向的晶体只有一个光轴方向的晶体如方解石、石英、红宝石等如方解石、石英、红宝石等如天然方解石如天然方解石平行六面体平行六面体光轴光轴如云母、硫磺、蓝宝石等如云母、硫磺、蓝宝石等28本讲稿第二十八页，共五十二页3.3.主平面主平面晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面。晶体中光的传播方

21、向与晶体光轴构成的平面。e光光光轴光轴e光的光的主平面主平面o光光光轴光轴o光的光的主平面主平面o 光的光振动方向垂直于光的光振动方向垂直于o 光的主平面；光的主平面；e 光的光振动方向平行光的光振动方向平行 e 光的主平面。光的主平面。一般情况下，一般情况下，e 光不一定在入射面内，光不一定在入射面内，o 光的主平面和光的主平面和 e 光的主平面并不重合，光的主平面并不重合，但两个面之间的夹角非常小，但两个面之间的夹角非常小，振动方向互相垂直振动方向互相垂直29本讲稿第二十九页，共五十二页1.单轴晶体的子波波阵面单轴晶体的子波波阵面设想在晶体内有一子波源，由于晶体的各向异性性质，设想在晶体内

22、有一子波源，由于晶体的各向异性性质，从子波源将发出两组惠更斯子波，从子波源将发出两组惠更斯子波，光轴光轴o 波面e 波面另一组的波面是旋转椭球面，另一组的波面是旋转椭球面，表示各方向光速不等，表示各方向光速不等，相应于非常光线（相应于非常光线（e 光），称为光），称为e 波面。波面。由于两种光线沿光轴方向的速率相等，由于两种光线沿光轴方向的速率相等，所以两波面在光轴方向相切，所以两波面在光轴方向相切，在垂直光轴方向上，两光线传播速率相差最大在垂直光轴方向上，两光线传播速率相差最大一组是球面子波，表示各方向光速相等，一组是球面子波，表示各方向光速相等，相应于寻常光（相应于寻常光（o 光），并称为

23、光），并称为o 波面；波面；三三单轴晶体中光传播的惠更斯作图法单轴晶体中光传播的惠更斯作图法30本讲稿第三十页，共五十二页31本讲稿第三十一页，共五十二页光轴光轴o 波面e 波面o 光的传播速率用光的传播速率用vo 表示表示折射率用折射率用no 表示，表示，e 光在垂直光轴方向上的传播速率光在垂直光轴方向上的传播速率用用ve 表示，折射率用表示，折射率用ne 表示表示根据根据no 和和ne 的大小关系，晶体分为的大小关系，晶体分为正晶体正晶体和和负晶体负晶体 no，ne 称为称为晶体的主折射率晶体的主折射率2.2.晶体的主折射率、晶体的主折射率、正晶体、负晶体正晶体、负晶体32本讲稿第三十二页

24、，共五十二页负晶体负晶体:ne no(e o)光轴光轴 ve tvo t光轴光轴 vo tve t如石英如石英 no，ne称为称为晶体的主折射率晶体的主折射率如方解石如方解石33本讲稿第三十三页，共五十二页3.3.单轴晶体中光传播的惠更斯作图法单轴晶体中光传播的惠更斯作图法应用惠更斯作图法可以确定单轴晶体中应用惠更斯作图法可以确定单轴晶体中o 光和光和e 光的传播方向，从而说明双折射现象。光的传播方向，从而说明双折射现象。自然光入射到晶体上时，自然光入射到晶体上时，波阵面上的每一点都可作为子波源，波阵面上的每一点都可作为子波源，向晶体内发出球面子波和椭球面子波。向晶体内发出球面子波和椭球面子波

25、。作所有各点所发子波的包络面，作所有各点所发子波的包络面，即得晶体中即得晶体中o 光波面和光波面和e 光波面，光波面，从入射点引向从入射点引向相应子波波面与光波面的切点的连线方向相应子波波面与光波面的切点的连线方向就是所求晶体中的就是所求晶体中的o 光和光和e 光传播方向光传播方向下面以下面以负晶体负晶体为例来说明为例来说明34本讲稿第三十四页，共五十二页1.1.光轴平行晶体表面，自然光垂直入射光轴平行晶体表面，自然光垂直入射o o ,e e 在方向上虽没分开，在方向上虽没分开，但速度上是分开的。但速度上是分开的。(e e o o)此时此时e光的波面不再与其波线垂直了。光的波面不再与其波线垂直

26、了。e o e o光轴光轴晶体晶体2 2、光轴与晶体表面斜交，自然光垂直入射、光轴与晶体表面斜交，自然光垂直入射o e晶体晶体光轴光轴o e e方解石方解石光轴光轴o35本讲稿第三十五页，共五十二页3、光轴垂直于入射面，、光轴垂直于入射面，自然光斜入射自然光斜入射晶体晶体 光轴光轴iroreo uotueteo ect此时，此时，o光和光和e光均满足折射定律光均满足折射定律36本讲稿第三十六页，共五十二页四晶体偏振器件四晶体偏振器件利用晶体的双折射现象，可制成棱镜来获得线偏光利用晶体的双折射现象，可制成棱镜来获得线偏光这里介绍这里介绍尼科耳棱镜尼科耳棱镜其思想是：其思想是：1.偏振棱镜偏振棱镜

27、尼科耳棱镜尼科耳棱镜将一束自然光射入晶体制成的复合棱镜，将一束自然光射入晶体制成的复合棱镜，利用双折射现象分成寻常光和非常光，利用双折射现象分成寻常光和非常光，然后利用全反射原理把寻常光反射到棱镜侧壁上，然后利用全反射原理把寻常光反射到棱镜侧壁上，只让非常光通过棱镜，从而获得一束振动方向固定的线偏光。只让非常光通过棱镜，从而获得一束振动方向固定的线偏光。37本讲稿第三十七页，共五十二页尼科耳棱镜（方解石晶体）尼科耳棱镜（方解石晶体）光轴光轴加拿大胶加拿大胶树胶树胶临界角约为临界角约为691538本讲稿第三十八页，共五十二页单轴晶体对寻常光线和非常光线的吸收性能一般是相同的。单轴晶体对寻常光线和

28、非常光线的吸收性能一般是相同的。但也有一些晶体例如电气石吸收寻常光线的性能特别强，但也有一些晶体例如电气石吸收寻常光线的性能特别强，在在 1mm 厚的电气石晶体内，寻常光线几乎全部被吸收。厚的电气石晶体内，寻常光线几乎全部被吸收。2.2.晶体的二向色性、偏振片晶体的二向色性、偏振片晶体对相互垂直的两个分振动具有选择吸收的这晶体对相互垂直的两个分振动具有选择吸收的这种性能种性能晶体的二向色性，晶体的二向色性，利用电气石的利用电气石的二向色性二向色性可以制成人造偏振片可以制成人造偏振片比偏振棱镜成本低，但性能差比偏振棱镜成本低，但性能差39本讲稿第三十九页，共五十二页回回 忆忆o 相互垂直的两个同

29、频率简谐振动的合成。相互垂直的两个同频率简谐振动的合成。光轴平行晶体表面，自然光垂直入射光轴平行晶体表面，自然光垂直入射 o 光和光和e 光沿同一方向传播，速率不同光沿同一方向传播，速率不同 o 光振动面垂直光轴，光振动面垂直光轴，e 光振动面平行光轴光振动面平行光轴利用振动方向互相垂直、利用振动方向互相垂直、频率相同的简谐振动合成频率相同的简谐振动合成椭圆和圆运动的原理，椭圆和圆运动的原理，可以获得椭圆偏振光可以获得椭圆偏振光和圆偏振光和圆偏振光5 椭圆偏振光和圆偏振光椭圆偏振光和圆偏振光 e o e o光轴光轴晶体晶体40本讲稿第四十页，共五十二页 =5/4 =3/2 =7/4 =0 =/

30、2 =3/4Q =/4P .位相差位相差 取各种值的情况取各种值的情况41本讲稿第四十一页，共五十二页一椭圆偏振光和圆偏振光一椭圆偏振光和圆偏振光1.实验装置实验装置P为偏振片，为偏振片，C单轴晶片，单轴晶片，C与与P平行放置，平行放置，其厚度为其厚度为d，主折射率为，主折射率为no和和ne，光轴平行晶面，并与光轴平行晶面，并与P 的偏振化方向成夹角的偏振化方向成夹角PCd42本讲稿第四十二页，共五十二页2.产生椭圆偏振光原理产生椭圆偏振光原理此线偏光射入晶片后，产生双折射，此线偏光射入晶片后，产生双折射，o 光光振动面垂直光轴，振动面垂直光轴，e 光光振动面平行光轴振动面平行光轴PCd单色自

31、然光通过偏振片后，成为线偏光单色自然光通过偏振片后，成为线偏光o 光和光和e 光沿同一方向传播，速率不同，光沿同一方向传播，速率不同，折射率不同，通过晶片所走光程不同，折射率不同，通过晶片所走光程不同，o 光和光和e 光通过晶片叠加时就有一光程差光通过晶片叠加时就有一光程差AAoAe 光轴光轴P e o e o光轴光轴晶体晶体43本讲稿第四十三页，共五十二页这样的两束振动方向相互垂直而位相差一定的光相叠加，这样的两束振动方向相互垂直而位相差一定的光相叠加，就形成椭圆偏振光就形成椭圆偏振光正椭圆偏振光正椭圆偏振光如果如果圆偏振光圆偏振光 =/2线偏光线偏光PCdAAoAe 光轴光轴P44本讲稿第

32、四十四页，共五十二页PCdAAoAe 光轴光轴P线偏光线偏光 =一般椭圆偏振光一般椭圆偏振光45本讲稿第四十五页，共五十二页3.波片、波片、波片波片对于材料一定的晶片，对于材料一定的晶片，位相差取决于晶片厚度位相差取决于晶片厚度d使使o 光和光和e 光的光程差为光的光程差为 的晶片称为的晶片称为 波片波片 波片波片使使o 光和光和e 光的光程差为光的光程差为 的晶片称为的晶片称为46本讲稿第四十六页，共五十二页圆偏振光圆偏振光线偏振光（不变）线偏振光（不变）椭圆偏振光椭圆偏振光线偏光通过线偏光通过 波片波片 波片波片讨论各种偏振态的光通过讨论各种偏振态的光通过 偏振态的变化偏振态的变化47本讲

33、稿第四十七页，共五十二页圆偏振光通过圆偏振光通过 为线偏光为线偏光 波片波片 椭圆偏振光通过椭圆偏振光通过 为线偏光为线偏光 波片波片 光轴的方向平行于椭圆偏振光轴的方向平行于椭圆偏振光的长轴或短轴光的长轴或短轴48本讲稿第四十八页，共五十二页自然光通过晶片也要发生双折射现象自然光通过晶片也要发生双折射现象但没有确定的位相关系，不能形成椭圆偏振光但没有确定的位相关系，不能形成椭圆偏振光自然光通过自然光通过 仍为自然光仍为自然光 波片波片49本讲稿第四十九页，共五十二页 波片波片线偏光通过线偏光通过 仍为线偏光仍为线偏光 波片波片振动面转过振动面转过250本讲稿第五十页，共五十二页4.偏振光的检

34、验偏振光的检验未未知知偏偏振振态态光光偏振片偏振片线偏光线偏光自然光自然光圆偏光圆偏光部分偏振光部分偏振光椭圆偏振光椭圆偏振光 转动偏振片转动偏振片360光强有变化，光强有变化，有两次消光；有两次消光；转动偏振片转动偏振片360光强不变化光强不变化转动偏振片转动偏振片360光强有变化光强有变化无消光无消光51本讲稿第五十一页，共五十二页 四四分分之之一一波波片片圆偏振光圆偏振光自然光自然光自然光自然光线偏振光线偏振光 偏偏振振片片（转转动动）线偏振光线偏振光 I 不变不变线偏振光线偏振光I 变变,有消光有消光以入射光方向为轴以入射光方向为轴 四四分分之之一一波波片片椭圆偏振光椭圆偏振光部分偏振光部分偏振光线偏振光线偏振光 偏偏振振片片（转转动动）线偏振光线偏振光I 变变,有消光有消光 部分部分偏振光偏振光线偏振光线偏振光I 变变,无消光无消光52本讲稿第五十二页，共五十二页