偏振光的干涉.ppt

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1、§5偏振光的干涉它们能否干涉？怎样才能看到干涉？不能干涉！因为振动方向相互垂直。单色自然光通过一个偏振片以后，垂直射在光轴平行于表面的晶片，从晶片出来的是两束传播方向相同、振动方向相互垂直、频率相等、有恒定相位差的线偏振光。单色自然光PC5.1偏振光干涉原理起偏器检偏器单色自然光双折射晶片光轴5偏振光的干涉偏振光干涉的实验装置P1：把自然光转变为线偏振光.d：分解光束(将入射线的偏振光分解成振动方向互相垂直的o光和e光)和相位延迟。P2：把两束光(o光和e光)的振动引导到相同方向上。线偏振光干涉的强度分布OP2P1E1EoEo2EeEe2：P1的透振方向与波片光轴的夹角；：P2的透

2、振方向与波片光轴的夹角；：从P2出射的两束光之间的相位差.eA1（1）刚进入波片表面时，o光和e光的相位差o光和e光的相位差由三个因素决定（2）波晶片引起的相位差（3）坐标轴投影引起的相位差e轴和o轴的正向对P2轴的两个投影分量方向一致，则e轴和o轴的正向对P2轴的两个投影分量方向相反，则线偏振光干涉的强度分布的透振方向互相垂直时，的透振方向互相平行时，P1OeP2P1OeP2给定波晶片，Δ与d一定，如果某单色光的波长λ1满足但此时对于另外一单色光的波长λ2满足5.2色偏振（chromaticpolarization）于某种颜色干涉相消，而呈现它的互补色，若白光入射，且晶片d均匀，若

3、d不均匀，则屏上出现彩色条纹。红色（656.2nm）相消蓝色（485.4nm）相消色偏振是检验材料有无双折射效应的灵敏方法,用显微镜观察各种材料在白光下的色偏振，可以分析物质内部的某些结构.—偏光显微术。则：屏上由这叫（显）色偏振。→绿色（492.1nm）；→黄色（585.3nm）。互补色：任何两种彩色如果混合起来能够成为白色，则其中一种称为另一种的互补色。硫代硫酸钠晶片的色偏振图片若白光入射，且晶片的厚度d不均匀，则屏上出现彩色条纹。单色自然光P2CP1屏(或眼睛看)若单色自然光入射，且晶片为尖劈状（厚度d不均匀），则屏上会出现平行的等厚干涉条纹：5.3偏振光的干涉条纹石英劈

4、尖的偏振光干涉（等厚条纹）例两尼可耳棱镜的透振方向夹角为，在两尼科耳棱镜之间加入一四分之一波片，波片的光轴方向与两尼科耳棱镜夹角的平分线平行，强度为的单色自然光沿轴向通过这一系统．（1）指出光透过λ/4波片后的偏振态；（2）求透过第二个尼可耳棱镜的光强度和偏振性质（忽略反射和介质吸收）．600CN1N2AAeAoAe2Ao2．线偏振光的振动方向与光轴夹角为，进入晶体后分解为o光和e光，解：（1）自然光经过尼可耳棱镜，成为线偏振光，强度为．由于/4波片Ｃ使o光和e光产生/2的相位差，所以过Ｃ后成为椭圆偏振光．（２）尼可耳棱镜Ｎ2前是椭圆偏振光和在Ｎ2的透振方向上投影，产生干涉．两相

5、干线偏振光的振幅分别为由于投影引起的附加相位差，故两相干光的相位差为（0）。过Ｎ2后的相干光强为为什么？出射光为线偏振光．600CN1N2AAeAoAe2Ao2人工双折射人工双折射是用人工的方法造成材料的各向异性,从而获得双折射的现象。一.应力双折射（光弹性效应）在观察偏振光干涉的装置中，将有机玻璃取代晶片：将有机玻璃加力，发现有机玻璃变成各向异性。加力的方向即光轴的方向。P1P2··dFSF干涉有机玻璃C若应力均匀,则观察到均匀的干涉光强.若应力不均匀：各处F/S不同→各处不同→各处干涉情况不同→出现干涉条纹。实验发现（在一定应力范围内）：应力变化大的地方,条纹

6、密;应力变化小的地方,条纹疏。应力双折射效应引起的相位差：例如.检查透镜等透明的元件内部的剩余应力的情况。例如.设计大吊钩时，要知道实际使用时侯内部的应力分布情况。可用透明的环氧树脂制成模拟吊钩，通过光弹效应，了解内部应力的分布。应用：通过光弹性效应，研究材料内部的应力情况。钓钩的光弹图象模型的光弹图象二.电致双折射（电光效应）1.克尔效应装硝基苯液体(C6H5NO2)的小容器叫克尔盒。在观察偏振光干涉的装置中，将克尔盒取代晶片：将克尔盒加电场，发现硝基苯变成各向异性。加电场的方向即光轴的方向。l+-4545P1P2克尔盒d加电场→液体各向异性（由于分子定向排列）呈单轴晶体性质，

7、光轴∥；不加电场→液体恢复各向同性→P2不通光（）。实验发现有E—电场强度，k—克尔常数对硝基苯(C6H5NO2)通光。→克尔效应引起的相位差为：它正比于U2,因此也称为二次电光效应。引起相位差为的电压，称为半波电压。这时克尔盒相当于一块半波片。克尔盒的响应时间极短，每秒能够开关109次。可用于高速摄影（快门）、光脉冲测距、光开关应用:当U=0时，,光通不过P2,关！当U为半波电压时，克尔盒使线偏振光的振动面转过2=900，光正好能全部通过P2，开！