偏振光的产生检测和旋光现象

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1、第十三、四次课、偏振光的产生、检测和旋光现象一、标量波和矢量波二、波的独立传播原理三、光波的叠加原理和线性媒质四、两束同频振动方向平行的标量波的叠加五、两束同频振动方向垂直的标量波的叠加一、偏振光的产生和检测二、旋光现象内容1一、偏振光的产生和检测1、线偏振光的产生(1)、由反射与折射产生线偏振光(2)、由二向色性产生线偏振光(3)、由双折射产生线偏振光2、椭圆(圆)偏振光的产生3、偏振光的检测21、线偏振光的产生-(1)、由反射与折射产生偏振光自然光在两种各向同性介质的分界面上反射和折射时，不但光的

2、传播方向要改变，而且光的偏振状态也要改变，所以反射光和折射光都是部分偏振光。在一般情况下，反射光是以垂直于入射面的光振动(s光)为主的部分偏振光；折射光是以平行于入射面的光振动(p光)为主的部分偏振光。n2n13时，反射光中就只有垂直于入射面的光振动(s光)，而没有平行于入射面的光振动(p光)，这时反射光为线偏振光，而折射光仍为部分偏振光。——————这就是Brewster定律。其中叫做布儒斯特角或起偏角。以后用表示。布儒斯特定律反射光的偏振化程度与入射角有关。1812年，布儒斯特由实验证明：若光从折

3、射率为n1的介质射向折射率为n2的介质，当入射角满足这实验规律可用电磁场理论的菲涅耳公式解释。4n2n1—称为布儒斯特角或起偏角折射光仍为部分偏振光入射角为，反射光线垂直折射光线理论实验表明：反射所获得的线偏光仅占入射自然光总能量的(7.几)%，而约占85%的垂直分量和全部平行分量都折射到玻璃中。5可以利用玻璃片来获得线偏振光，只用一片玻璃的缺点：以布儒斯特角入射时，反射光虽为线偏振光，但强度太小透射光的强度虽大，但偏振度太小为解决这个矛盾，让光通过由多片玻璃叠合而成的倾斜的片堆，并使入射角等于布儒斯

4、特角，经过多次的反射和折射，既能获得较高的偏振度，光的强度也比较大。1.51.51.51.01.01.01.061、线偏振光的产生-(2)、由二向色性产生偏振光二向色性是指有些各向异性的晶体对于光的吸收本领除了随波长改变外，还随光矢量相对于晶体的方位而改变。例：当振动方向互相垂直的两束线偏振白光通过晶体后呈现出不同的颜色。天然晶体中，电气石具有很强的二向色性。·非偏振光线偏振光光轴电气石晶片··7一些各向同性的介质在受到外界作用时也会产生各向异性，并具有二向色性。利用该特性获取偏振光的器件叫做人造偏振

5、片。H偏振片聚乙烯醇薄膜碘溶液拉伸、烘干聚乙烯醇薄膜氯化氢中加热脱水K偏振片极强的二向色性，光化学性稳定，强光照射不会褪色，但膜片略变黑，透明度低偏振度高，透明度低，对各色可见光有选择吸收，可做得薄而大，价廉，广泛应用81、线偏振光的产生-(3)、双折射晶体产生线偏振光在双折射晶体中内，自然光波被分解成光矢量互相正交的线偏振光传播，把其中的一束光拦掉，便得到线偏振光。[1]、尼科耳棱镜BCAD光光加拿大树胶9[2]、格兰-汤姆逊棱镜当光垂直于棱镜端面入射时，o光和e光均不发生偏折，在斜面上的入射角等于

6、棱镜斜面与直角面的夹角。制作时使胶合剂的折射率大于并接近e光的折射率，但小于o光折射率，并选取棱镜斜面与直角面的夹角大于o光在胶合面上的临界角，这样o光在胶合面上将发生全反射，并被棱镜直角面上的涂层吸收，而e光由于折射率几乎不变而无偏折地从棱镜出射。············光轴光轴方解石方解石加拿大树胶oe吸收涂层i10············光轴光轴方解石方解石加拿大树胶oe吸收涂层i当入射光束不是平行光或平行光非正入射偏振棱镜时，棱镜的全偏振将受到限制。允许的角度约为±14º当上偏角大于某

7、一值时，o光在胶层上的入射角小于临界角，不发生全反射而部分地透过棱镜；当下偏角大于某一值时，e光折射率增大与o光同时发生全反射，没有光从棱镜射出。优点：对可见光透明度高，能产生完善的线偏振光缺点：不适于用于高度会聚或发散的光束，有效使用截面小，价格昂贵11[3]、格兰-傅科棱镜加拿大树胶对紫外吸收很大，且容易被大功率激光破坏。············光轴光轴方解石方解石空气层oe吸收涂层i将加拿大树胶用空气薄层代替——格兰-傅科棱镜适用于紫外波段，能承受强光的照射，避免树胶强烈吸收紫光的缺点。这种

8、透镜能透过210nm的紫外光。允许的入射角度范围不大，大约15°左右。12[4]*、偏振分束棱镜利用晶体的双折射，且光的折射角与光振动方向有关的原理，改变振动方向互相垂直的两束线偏振光的传播方向，从而获得两束分开的线偏振光。偏振分束棱镜也称为双像棱镜，常用于偏振光干涉系统。一般采用方解石或石英为材料，两半棱镜光轴取向互相垂直。渥拉斯顿棱镜洛匈(罗雄)棱镜13{1}、渥拉斯顿棱镜光从棱镜1进入棱镜2时，光轴转了90度o光(点)变e光光密光疏，偏离法线传播