椭圆偏振光与圆偏振光圆偏振光课件.pptVIP

物理科学与技术学院

?5.1偏振光与自然光、偏振度?5.2由反射和折射获得偏振光布儒斯特定律?5.3单轴晶体的双折射现象?5.4用波面的概念解释双折射现象?5.5偏振棱镜和偏振片马吕斯定律?5.6椭圆偏振光与圆偏振光波片?5.7偏振态的实验检验?5.8偏振光的干涉?5.9光弹性效应和电光效应?5.10线偏振光沿晶体光轴传播时振动面的旋转

偏振{单色光复色光偏振态—在垂直于光传播方向的平面内光矢量的振动状态。

左旋一般，用单色光讨论偏振态

5.1.2自然光与偏振光1.平面偏振光(线偏振光)线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解·····表示法：光振动垂直板面光振动平行板面

一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。···

天空的散射光和水面的反射光就是这种部分偏振光，它可以分解如下：非相干部分偏振光0P1

5.2由反射和折射获得偏振光、布儒斯特定律r=0即反射光中无平行分量，成为平面偏振光。p10i10—布儒斯特角

11i2自然光反射和折射后成为部分偏振光

书P.206例5-1自然光以入射角i投射到水面上，使发射光成为完全偏振光。现有一块玻璃浸于水中，如光从玻璃面反射也为完全偏振光，试求水面与玻璃面之间的夹角。

n1自然光入射到各向异性介质中，折射光分成两束的现象。ro2.寻常(o)光和非寻常(e)光o光折射线在入射面内。{一般不遵从折射定律e光折射线也不一定在入射面内。

双折射的两束光振动方向相互垂直

方解石晶体光光光光光{o光的像不动当方解石晶体旋转时e光的像围绕o光的像旋转

特定的方向，晶体中光沿这个方向传播时，不发生双折射方解石晶体（冰洲石）：沿光轴方向传播n(?)=no{n(?)为e光的折射率沿垂直于光轴方向传播n(?)=ne

经过每一点有三个主截面BP.207光轴光轴

o光主平面e光主平面

注：若两截面夹角很小，常常将o光与e光的振动方向看作近似垂直。5.3.4o光与e光的相对光强e

b.线偏振光入射?e0e

o光在晶体中的波面是球面。e光在晶体中的波面是旋转椭球面。光振动方向沿z轴光振动方向沿其它方向，介于~之间

不管往任何方向传播，光振动方向垂直于光轴。o光沿任何方向传播速度相同。e光----振动方向平行于主截面波阵面为旋转椭球面——e光沿不同方向传播速度不相同。

eo5.4.2o光和e光的传播方向a.光轴在入射面内·voΔtveΔteo

b.光轴垂直于晶体表面，正入射晶体····eeoo度

????eo

????2.渥拉斯顿棱镜e?o????????

?glasso方解石

（方解石）光轴

A1自然光I0线偏振光I21

例5-2假定在两个静止的、理想的、正交的起偏器之间有另一个理想的起偏器以角速度w旋转，试证透射光的强度满足下列关系式：★例5-3设一水晶棱镜的顶角A为60度，光轴与棱镜主截面垂直，钠光以最小偏向角的方向在棱镜中折射，用焦距为0.5m的透镜聚焦，n=1.54425,n=1.5536,试求o光和e光两谱线的oe

圆偏振光——电矢量大小不变，末端在波面内描绘出一个圆。椭圆偏振——电矢量大小改变，末端在波面内描绘出一个椭圆。迎着光线方向看{顺时针——右旋逆时针——左旋椭圆偏振光可通过两列频率相同，振动方向相互垂直，沿同一方向传播的线偏振光叠加得到。

圆偏振光可通过两频率相同，振动方向相互垂直，且振幅相同，位相差?(2k+1)/2,沿同一方向传播的线偏振光叠加得到。{xx斜向椭圆偏振光

变化

nod——o光在波片中的光程ned——e光在波片中的光程o

22Ao

光轴Aee一般情形--从晶片出射的两束光合成为一束椭圆偏振光。

b.线偏振光通过1/4波片波片厚度满足椭圆偏振光(正椭圆)

c.自然光改造成椭圆或圆偏振光自然光入射：无固定相位差-----自然光自然光须先经过一起偏器，再经过四分之一波片才可获得椭圆或圆偏振光。P圆偏振光

例5-4一束圆偏振光，（1）垂直入射到1/4波片上，求透射光的偏振态；（2）垂直入射到1/6波片上，求透射光的偏振态；例5-5一单色自然光通过尼科尔棱镜N1，N2和晶片C，其次序如图示，N1的主截面水平，C对应于这波长的1/4波片，其主截面与竖直方向成30度，试问：（1）在N和C之间，C和N之间，以及从N透射出来的光各是22（2）若入射光的强度为I，则上述各部分的光的强度各是多少0

巴比涅补偿器索累尔补偿器

偏振片P1在P1后：在P2后：

{

若单色光入射，且d不均匀，则屏上为等厚条纹。

12（2）P?P，21P1，P2在波片光轴的异侧

波片厚度均匀:波片厚度不均匀:I与?、d有关??与波长?有关?有色条纹波片厚度均匀的情况下