光雙折射偏振光的干涉

1、光雙折射偏振光的干涉第1頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一本次課的內(nèi)容重點(diǎn):理解雙折射現(xiàn)象理解偏振光的干涉了解晶體相移器件;了解圓和橢圓偏振光的起偏及檢驗(yàn)第2頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一光光雙折射紙面方解石 晶體光的雙折射第3頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一 方解石oeeo1. 雙折射的概念n1n2irore自然光o光e光2.尋常光和非尋常光o光 : 遵從折射定律e光 : 一般不遵從折射定律e光折射線也不一定在入射面內(nèi)。晶體的各向異性、例如方解石O光和e光的振動(dòng)方向?線偏振光線偏振光第4頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20

2、日，3點(diǎn)38分，星期一*晶體的光軸當(dāng)光在晶體內(nèi)沿某個(gè)特殊方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸。例如:方解石晶體(冰洲石)AB光軸102光軸是一特殊的方向,凡平行于此方向的直線均為光軸。單軸晶體：只有一個(gè)光軸的晶體雙軸晶體：有兩個(gè)光軸的晶體(方解石、石英)(云母、硫磺)第5頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一*主平面：晶體中光的傳播方向與晶體 光軸構(gòu)成的平面。e光光軸e光的主平面o光光軸o光的主平面O光的振動(dòng)方向垂直與它的主平面;e光的振動(dòng)方向平行與它的主平面O光主平面和e光主平面以及入射面重合設(shè)定：則：O光和e光振動(dòng)也互相垂直第6頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日

3、，3點(diǎn)38分，星期一vot光軸光軸vetvoto光:e光: n0 ，ne晶體的主折射率 正晶 : ne no負(fù)晶 : ne ve) (vo ve )votvet光軸子波源光軸子波源votvet3 晶體的主折射率 正晶體、負(fù)晶體如:方解石, 電氣石如:石英 第7頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一負(fù)晶 正晶第8頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一4 兩種重要的晶體起偏器件 （1）. 利用晶體的二向色性制作的晶體偏振器晶體的二向色性：某些晶體對(duì)o光和e光的吸收有很大差異電氣石光軸e光光軸線偏振光第9頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一（2

4、）.利用晶體的雙折射制作的偏振棱鏡偏光鏡: 尼科耳棱鏡偏光分束鏡 :沃拉斯頓棱鏡光軸光軸方解石方解石加拿大樹(shù)膠 (n = 1.55)oe吸收涂層ino (1.6584)n (1.55)ne(1.4864)12方解石方解石oe光軸光軸方解石 n0ne第10頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一光軸與晶體表面斜交，自然光垂直入射o e晶體光軸 e方解石光軸o eo5 單軸(負(fù))晶體中光傳播的惠更斯作圖法光軸 負(fù)晶體 (vo ve )votvet第11頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一 光軸平行晶體表面，自然光斜入射光軸ir0reo oteteo ect光軸

5、負(fù)晶體 (vo 折射率不同) ,重要振動(dòng)方向垂直；它們?cè)诰w中第13頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一波(晶)片相位延遲片ydxAAoAe線偏振光光軸 通過(guò)厚為d的晶片，o、e光產(chǎn)生光程差和相位差：AAoAe光軸在晶體中 振幅關(guān)系 e oe o光軸晶體兩束線偏振光-傳播方相同、振動(dòng)方向相互垂直、頻率相等、相位差固定為。線偏振光入射!第14頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一 (1) 四分之一波片出射的兩個(gè)線偏振光合成：入射：線偏振光橢圓偏振光AAoAe光軸AeAo出射：振動(dòng)方向相互垂直、同頻率、有一定位相差的兩個(gè)線偏振光圓偏振光入射晶體前：線偏振光出射

6、晶體時(shí)第15頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一(2) 二分之一波片線偏振光振動(dòng)面轉(zhuǎn)過(guò)2 角度A0入A0出A入A出Ae入= Ae出入光軸(3) 全波片線偏振光振動(dòng)面不變光軸A入A0入Ae入Ae入=A出A0出Ae入= Ae出入入射晶體前：線偏振光出射晶體時(shí)入射晶體前：線偏振光出射晶體時(shí)第16頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一（e）線偏振光入射：線偏振光AAoAe光軸出射：線偏振光（O）線偏振光第17頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一*橢圓與圓偏振光的獲得及檢偏 入射線偏振光通過(guò)四分之一波片后圓偏振光AAoAe光軸P橢圓偏振光線偏振光

7、入射圓偏振光或橢圓偏振光通過(guò)四分之一波片后思考使用一個(gè)四分之一波片和一個(gè)偏振片，如何區(qū)分自然光和圓偏光；部分線偏光和橢圓偏振光？獲得檢偏第18頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一 四分之一波片圓偏振光自然光自然光線偏振光 偏振片（轉(zhuǎn)動(dòng)）線偏振光 I不變線偏振光I變, 有消光以入射光方向?yàn)檩S 四分之一波片橢圓偏振光部分偏振光線偏振光 偏振片（轉(zhuǎn)動(dòng)）線偏振光I變, 有消光 部分偏振光光軸平行最大光強(qiáng)或最小光強(qiáng)方向放置線偏振光I變, 無(wú)消光偏振態(tài)的檢驗(yàn)第19頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一1. 偏振光干涉裝置d晶片C偏振片P2偏振化方向 單色自然光偏振片P

8、1偏振化方向光軸方向2. 偏振光干涉的分析1). 振幅關(guān)系P2P1CA1AeAoA2oA2e偏振光的干涉晶片C在P2 后，振幅為：P1、P2夾角大于第20頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一通過(guò)晶體C后通過(guò)P2 后（若P1、P2夾角小于，則無(wú)附加相差）2). 相位關(guān)系P2P1CA1AeAoA2oA2e兩束光強(qiáng)相等的相干光!結(jié)論：通過(guò)P2 后是干涉相長(zhǎng)干涉相消第21頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一干涉相消單色光入射，干涉相長(zhǎng)白光入射:屏上由于某種顏色干涉相消，而呈現(xiàn)它的互補(bǔ)色-這叫（顯）色偏振。如 紅色相消綠色；藍(lán)色相消黃色若d不均勻，若d均勻若d不均

9、勻，出現(xiàn)等厚干涉條紋。出現(xiàn)彩色條紋。偏振光的干涉第22頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一問(wèn)題使用一個(gè)偏振片和一個(gè)四分之一波片如何檢驗(yàn)如下七種偏振態(tài)？線偏振光圓偏光自然光自然光加圓偏光橢圓偏光部分線偏光自然光加橢圓偏光兩明兩零使用一個(gè)偏振片光強(qiáng)不變兩明兩暗第23頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)38分，星期一使用一個(gè)偏振片和一個(gè)四分之一波片把檢偏器對(duì)著被檢光旋轉(zhuǎn)一周，若得到兩明兩零 光強(qiáng)不變 兩明兩暗線偏振光在光路中先插入1/4波片，再旋轉(zhuǎn)檢偏器，若得在光路中插入1/4波片,并使光軸與檢得的暗方位相重合,再旋轉(zhuǎn)檢偏器,若兩明兩零光強(qiáng)不變兩明兩暗圓偏光自然光自加然圓光偏 光橢圓偏光部分線偏 光自橢然