5-7椭圆偏振光与圆偏振光.ppt

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1、5.7 椭圆偏振光与圆偏振光椭圆偏振光与圆偏振光*圆偏振光圆偏振光 在在垂垂直直于于光光传传播播方方向向的的固固定定平平面面内内，光光矢矢量量的的大大小小不不变变，但但随随时时间间以以角角速速度度 旋旋转转，其其末末端端的的轨轨迹迹是是圆圆。这这种种光光叫叫做做圆圆偏偏振振光光。某某一一固固定定时时刻刻t0，在在传传播播方方向向上上各各点点对对应应的的光光矢矢量量的的端端点点轨轨迹迹是是螺螺旋旋线线.随着时间推移，随着时间推移，螺旋线以相速前移。螺旋线以相速前移。圆偏振圆偏振圆偏振圆偏振 若若圆圆偏偏振振光光的的光光矢矢量量随随时时间间变变化化是是右右旋旋的的，则则这这种种圆圆偏偏振振光光叫叫

2、做做右右旋旋圆圆偏偏振振光光，反反之之，叫叫做做左左旋旋圆圆偏偏振振光光。若若光光矢矢量量在在时时间间上上是是右右旋旋的的，则则在在空空间间上上一一定定是是左左旋旋，即即“空空左左时时右右”。在垂直于光传播方向的平面在垂直于光传播方向的平面内，右旋圆偏振光的电矢量内，右旋圆偏振光的电矢量随时间变化顺时针旋转随时间变化顺时针旋转右旋圆偏振光在三维空间中右旋圆偏振光在三维空间中电矢量左旋电矢量左旋蔗糖*椭圆偏振光椭圆偏振光 在在垂垂直直于于光光传传播播方方向向的的固固定定平平面面内内,光光矢矢量量的的方方向向和和大大小小都都在在随随时时间间改改变变,光光矢矢量量的的端端点点描描出出一一个个椭椭圆圆

3、,这这样样的的偏偏振振光光叫做椭圆偏振光叫做椭圆偏振光.完完全全偏偏振振光光,可可以以由由两两个个互互相相垂垂直直的的，有有相相位位关关系系的的,同同频频率率的的线线偏偏振振光光合合成成.反反之之,一一完完全全偏偏振振光光也也可可以以分分解解为为两两个个任任意意方方向向,相相互互垂垂直直,有有相相位位关关系系的的同同频频率率的线偏振光的线偏振光.左旋椭圆偏振光电矢量随时左旋椭圆偏振光电矢量随时间逆时针旋转间逆时针旋转椭圆偏振椭圆偏振椭圆偏振椭圆偏振一、圆和椭圆偏振光的描述考虑频率相同振动方向相互垂直位相差恒定沿z方向传播的两线偏振光的叠加例上述两线偏振光的获得：设线偏振光正入射到波片上，振动方

4、向与光轴成角，入射光被分成o光（沿y轴，初位相为y）和e光（沿x轴，初位相为x）o光和e光从波片出射后有恒定的位相差传播速度相同两线偏振光的波动方程为合成波的波动方程为（1）；（2）圆偏振圆偏振圆偏振圆偏振由（1）和（2）消除时间t，得关于Ex、Ey的方程（电矢量E的矢端轨迹方程）：（1）（2）电矢量E作周期性的运动，与Ex和Ey有相同的周期圆偏振圆偏振圆偏振圆偏振椭圆的一般方程结论：电矢量E的矢端轨迹为椭圆椭圆偏振光Ax-AxAy-AyOExEyE边长为2Ax、2Ay的矩形，椭圆与其内切Ex 在Ax之间变化Ey在Ay之间变化椭圆主轴（长轴）与x夹角讨论：椭圆的形状与Ax、Ay和有关，分析几种

5、特殊情形（1）=0或2的整数倍：直线方程（一、三象限的对角线）（2）=2的半整数倍：例=直线方程（二、四象限的对角线）（3）=/2及其奇数倍：例=/2标准椭圆方程，主轴与坐标轴重合若Ax=Ay，则电矢量E的矢端轨迹为圆圆偏振光（4）0/2：一般椭圆方程例 线偏振光正入射到1/4波片上，振动方向和光轴方向成45角，则o光和e光等振幅Ax=Ay，=/2，出射光为圆偏振光。（a）=0（b）0/2（d）/2（e）=（f）0 3/2（g）=3/2（h）3/22（c）=/2Q1Q2二、椭圆二、椭圆二、椭圆二、椭圆偏振光的旋向偏振光的旋向偏振光的旋向偏振光的旋向合矢量E的的旋向不同，可分为两类偏振光：迎光传

6、播方向观察合矢量顺时针旋转，右旋偏振光合矢量逆时针旋转，左旋偏振光判据由相隔1/4（=/2）周期值的分析左旋偏振光右旋偏振光例 若=/2，则设t=t0时，t0-kz=0，则Ex=Ax，Ey=0，合矢量如图当t=t0+T/4 时，t-kz=t0+T/4 kz =t0-kz+/2，则Ex=0，Ey=-Ay，合矢量如图从Q1Q2，顺时针旋转，为右旋偏振光三、自然光改造成椭圆三、自然光改造成椭圆三、自然光改造成椭圆三、自然光改造成椭圆偏振光或偏振光或偏振光或偏振光或圆圆圆圆偏振光偏振光偏振光偏振光1、椭圆偏振器用起偏器获得线偏振光，垂直入射到波片上获得椭圆偏振光2、圆偏振器用起偏器获得线偏振光，垂直入射到1/4波片且使入射线偏振光的振动方向与光轴成45，获得圆偏振光yxzdExEyEO光轴方向3 部分偏振光由自然光和完全偏振光组成的光，叫做部分偏振光.我们仅讨论(1)自然光自然光+线偏振光，线偏振光，(2)自然光自然光+圆偏振光，圆偏振光，(3)自然光自然光+椭圆偏振光，椭圆偏振光，光的偏振获取