第五章光的偏振(精品).ppt

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1、5.15.1 光光的的偏偏振振状状态态一一.线偏振光线偏振光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 第第五五章章光的偏振光的偏振(PolarizationofPolarizationoflight)light)线偏振光的表示法：线偏振光的表示法：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二二.自然光自然光没有优势方向没有优势方向自然光的分解自然光的分解一一束束自自然然光光可可分分解解为为两两束束振振动动方方向向相相互互垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。垂直的、等幅的、不

2、相干的线偏振光。自然光的表示法：自然光的表示法：三三.部分偏振光部分偏振光部分偏振光的分解部分偏振光的分解部分偏振光部分偏振光部部分分偏偏振振光光可可分分解解为为两两束束振振动动方方向向相相互互垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光。垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光。部分偏振光的表示法：部分偏振光的表示法：平行板面的光振动较强平行板面的光振动较强垂直板面的光振动较强垂直板面的光振动较强右旋圆右旋圆偏振光偏振光右旋椭圆右旋椭圆偏振光偏振光 y yx z传播方向传播方向 /2x某时刻右旋圆偏振光某时刻右旋圆偏振光E随随z的变化的变化E 0四四.圆偏振光圆偏振光,椭圆偏振光椭圆偏振光五五.偏振度偏振度

3、 I Ip p 部部分分偏偏振振光光中中包包含含的的完完全全偏偏振振光光的的强强度度I Itt 部分偏振光的总强度部分偏振光的总强度I In n 部分偏振光中包含的自然光的强度部分偏振光中包含的自然光的强度完全偏振光完全偏振光(线、圆、椭圆线、圆、椭圆)PP=1=1自自然然光光(非非偏偏振振光光)PP=0 0部分偏振光部分偏振光00P P1 no负晶体负晶体:n ne en ve)负负晶晶体体(vo ve)子波源子波源(e o o)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(e e o o)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 e o

4、 e o光轴光轴晶体晶体o o,e e在在方方向向上上虽虽没没分分开开，但速度上是分开的。但速度上是分开的。2.2.光轴平行晶体表面，且垂直入射面，光轴平行晶体表面，且垂直入射面，自然光斜入射自然光斜入射晶体晶体 光轴光轴ir0reo ot e eteo ect3.3.光轴与晶体表面斜交，自然光垂直入光轴与晶体表面斜交，自然光垂直入射射o e晶体晶体光轴光轴 e方解石方解石光轴光轴o eo此时此时e光的波面不再与其波射线垂直了光的波面不再与其波射线垂直了55晶体光学器件晶体光学器件一一.晶体起偏器件晶体起偏器件 1.1.晶体的二向色性、晶体偏振器晶体的二向色性、晶体偏振器某些晶体对某些晶体对o

5、光和光和e光的吸收有很大差异，光的吸收有很大差异，这叫晶体的这叫晶体的二向色性二向色性电气石电气石 光轴光轴e光光电气石电气石光轴光轴可产生线偏振光可产生线偏振光2.2.偏振棱镜偏振棱镜偏光镜偏光镜:格兰格兰汤姆孙棱镜汤姆孙棱镜偏光分束镜偏光分束镜:沃拉斯顿棱镜沃拉斯顿棱镜 光轴光轴光轴光轴方解石方解石方解石方解石加加拿拿大大树树胶胶(n=1.55)oe吸收涂层吸收涂层i光轴的取向使光轴的取向使o光、光、e光对应的恰是光对应的恰是no、ne。no(1.6584)n(1.55)ne(1.4864)12方解石方解石方解石方解石 oe光轴光轴光轴光轴方解石方解石 n0ne二二.晶体相移器件，圆和椭圆

6、偏振光的起偏晶体相移器件，圆和椭圆偏振光的起偏1.1.晶片晶片相位延迟片相位延迟片晶片晶片是是光轴平行表面的晶体薄片。光轴平行表面的晶体薄片。ydxAAoAe 线偏振光线偏振光光轴光轴通过厚为通过厚为d的晶片，的晶片，o、e光产生相位差：光产生相位差：AAoAe 光轴光轴P振幅关系振幅关系从晶片出射的是从晶片出射的是两束传播方相同、振动方向两束传播方相同、振动方向相互垂直、频率相等、相位差相互垂直、频率相等、相位差 的线偏振光，的线偏振光，它们合成为一束它们合成为一束椭圆偏振光椭圆偏振光。时为圆偏振光时为圆偏振光 2.2.波波（晶晶）片片(1)(1)四分之一波四分之一波片片线偏振光线偏振光圆偏

7、振光圆偏振光线偏振光线偏振光线偏振光线偏振光从线偏振光获得椭圆或圆偏振光从线偏振光获得椭圆或圆偏振光（或相反）（或相反）线偏振光线偏振光椭圆偏振光椭圆偏振光(2)(2)二分之一波片二分之一波片使线偏振光振动面转过使线偏振光振动面转过2 2 角度角度 A0入入A0出出A入入A出出Ae入入=Ae出入出入光轴光轴(3)(3)全波片全波片三三.椭圆与圆偏振光的检偏椭圆与圆偏振光的检偏用四分之一波片和偏振片用四分之一波片和偏振片P P可区分出自然光可区分出自然光和圆偏振光或部分偏振光和椭圆偏振光和圆偏振光或部分偏振光和椭圆偏振光 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光光轴轴平平行行最最大大光光强强或或最最小小光光强强方方向向放放置置或或光轴平行椭圆偏振光的长轴或短轴放置光轴平行椭圆偏振光的长轴或短轴放置线偏振光线偏振光I变变,无消光无消光