第五章光的偏振

線偏振光的表示法：·····光振動(dòng)垂直板面光振動(dòng)平行板面二.自然光沒有優(yōu)勢(shì)方向自然光的分解一束自然光可分解為兩束振動(dòng)方向相互垂直的、等幅的、不相干的線偏振光。自然光的表示法：···三.部分偏振光部分偏振光的分解部分偏振光部分偏振光可分解為兩束振動(dòng)方向相互垂直的、不等幅的、不相干的線偏振光。部分偏振光的表示法：······平行板面的光振動(dòng)較強(qiáng)垂直板面的光振動(dòng)較強(qiáng)··右旋圓偏振光右旋橢圓偏振光

y

yx

z傳播方向

/2x某時(shí)刻右旋圓偏振光E隨z的變化E

0四.圓偏振光,橢圓偏振光五.偏振度Ip—部分偏振光中包含的完全偏振光的強(qiáng)度It

—部分偏振光的總強(qiáng)度In

—部分偏振光中包含的自然光的強(qiáng)度完全偏振光(線、圓、橢圓)P=1自然光(非偏振光)P=0部分偏振光0<P<1偏振度的另一種表示：§5.2偏振片的起偏和檢偏，馬呂斯定律一.起偏起偏的原理：利用某種光學(xué)的不對(duì)稱性偏振片微晶型分子型x

yzz線柵起偏器入射電磁波起偏：從自然光獲得偏振光起偏器:起偏的光學(xué)器件·非偏振光線偏振光光軸電氣石晶片··非偏振光I0線偏振光IP偏振化方向(透振方向)二.馬呂斯定律I0IPPE0E=E0cos偏振片的起偏馬呂斯定律（1809）——消光···三.檢偏用偏振器件分析、檢驗(yàn)光的偏振態(tài)I?P待檢光思索：

I不變？是什么光

I變，有消光？是什么光

I變，無消光？是什么光§5.3反射和折射光的偏振一.反射和折射時(shí)間的偏振i=i0時(shí)，反射光只有S重量i0

—布儒斯特角或

起偏角i0

+r0=90O由

有—布儒斯特定律(1812年)·······n1n2iir·自然光反射和折射后產(chǎn)生部分偏振光·····n1n2i0i0r0線偏振光··S起偏振角···若n1

=1.00(空氣)，n2=1.50(玻璃)，則：二.玻璃片堆起偏和檢偏

1.起偏當(dāng)i=i0時(shí)自然光從空氣→玻璃············i0(接近線偏振光)··················2.檢偏...玻璃片堆§5.4光在晶體中的傳播,雙折射···

方解石oe一.雙折射的概念1.雙折射n1n2irore(各向異性媒質(zhì))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光折射線也不確定在入射面內(nèi)?！ぁぁ?.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4.主平面和主截面主平面：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····主截面：晶體表面的法線與晶體光軸構(gòu)成的平面。二.晶體的主折射率，正晶體、負(fù)晶體光矢量振動(dòng)方向與晶體光軸的夾角不同,光的傳播速度也不同。························vot光軸光軸vetvoto光:e光:

n0，ne稱為晶體的主折射率正晶體:ne>no負(fù)晶體:ne<no子波源votvet光軸votvet光軸

正晶體

(vo>ve)

負(fù)晶體(vo<ve)子波源(e<o)(e>o)三.單軸晶體中光傳播的惠更斯作圖法(e>o)1.光軸平行晶體表面，自然光垂直入射····

eoeo光軸晶體····

o,e在方向上雖沒分開，但速度上是分開的。2.光軸平行晶體表面，且垂直入射面，自然光斜入射····晶體光軸ir0reo

········oΔteΔteo

ecΔt3.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

eo此時(shí)e光的波面不再與其波射線垂直了§5晶體光學(xué)器件一.晶體起偏器件

1.晶體的二向色性、晶體偏振器某些晶體對(duì)o光和e光的吸取有很大差異，這叫晶體的二向色性電氣石····光軸e光電氣石光軸可產(chǎn)生線偏振光2.偏振棱鏡偏光鏡:格蘭─湯姆孫棱鏡偏光分束鏡:沃拉斯頓棱鏡············光軸光軸方解石方解石加拿大樹膠

(n=1.55)oe吸收涂層i光軸的取向使o光、e光對(duì)應(yīng)的恰是no、ne

。no(1.6584)＞n(1.55)＞ne(1.4864)·12方解石方解石·······oe光軸光軸·方解石n0＞ne二.晶體相移器件，圓和橢圓偏振光的起偏1.晶片─相位延遲片晶片是光軸平行表面的晶體薄片。ydxAAoAe線偏振光光軸λ

通過厚為d的晶片，o、e光產(chǎn)生相位差：AAoAe光軸P

振幅關(guān)系從晶片出射的是兩束傳播方相同、振動(dòng)方向相互垂直、頻率相等、相位差的線偏振光，它們合成為一束橢圓偏振光。時(shí)為圓偏振光

2.波（晶）片

(1)四分之一波片——線偏振光→圓偏振光——線偏振光→線偏振光從線偏振光獲得橢圓或圓偏振光（或相反）——線偏振光→橢圓偏振光(2)二分之一波片使線偏振光振動(dòng)面轉(zhuǎn)過2角度A0入A0出A入A出Ae入=Ae出入光軸(3)全波片三.橢圓與圓偏振光的檢偏用四分之一波片和偏振片P可區(qū)分出自然光和圓偏振光或部分偏振光和橢圓偏振光四分之一波片圓偏振光自然光