线偏振光进入波片后.ppt

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1、第五章光的偏振习题课理化学院主讲人杜泉/谌晓洪西华大学本章主要内容1.光波的五种偏振态自然光、部分偏振光、线偏振光、圆偏振光与椭圆偏振光①自然光：包含有一切可能的振动方向，可以分解为频率相同，振动方向相互垂直振幅相等，二者之间无确定位相关系的两个线偏振光。Ix=Iy=(1/2)I0②部分偏振光:包含有一切可能的振动方向，可以分解为频率相同，振动方向相互垂直振幅不相等，二者之间无确定位相关系的两个线偏振光。IxIy③线偏振光：振动面取一定方位的线偏振光，可以看作是频率相同，振动方向相互垂直位相相同或反相，振幅比一定的两个线偏振光的

2、合成。Ax=AcosAy=Asin4.圆偏振光:可以看作是振动方向相互垂直、频率相同、振幅相等、位相差±/2的两个线偏振光的合成。当＝y－x＝/2时，为右旋圆偏振光当＝y－x＝－/2时，为左旋圆偏振光椭圆偏振光：可以看作是振动方向相互垂直、频率相同、振幅不等、位相差固定的两个线偏振光的合成。＝y－x合成轨迹为＝0，时为线偏振光；＝/2时为正椭圆偏振光；为其它值为斜椭圆偏振光。0＜＜时为右旋椭圆偏振光；-＜＜0时为左旋椭圆偏振光。2.偏振光的产生与检验（1）产生线偏振光的方法①反射法（

3、）；②吸收法；（二向色性晶体，偏振片）③棱镜法。（尼科耳棱镜，格兰系列棱镜等）（2）产生圆偏振光的方法线偏振光的振动方向与四分之一波片的光轴成45°的角通过四分之一波片后，为圆偏振光（3）产生椭圆偏振光的方法①线偏振光的振动方向与四分之一波片的光轴的夹角为（0°、±45°、/2、±等值）时，通过四分之一波片后，为正椭圆偏振光。②线偏振光的振动方向与波片的光轴的夹角为（0°、/2、±等值）时，通过一般波片后，为斜椭圆偏振光。（4）偏振光的光强①自然光通过偏振片后，I1＝（1/2)I0;②线偏振光通过偏振片后，

4、I1＝I0cos2(此称为马吕斯定律）；③自然光通过双折射晶体后，I0＝Ie＝（1/2)I0；④线偏振光通过双折射晶体后，Ie＝Icos2，Io＝Isin2（5）偏振光的检验各种偏振光通过偏振片后偏振状态的变化入射光的偏振态通过偏振片后的偏振态偏振片绕光的传播方向转动一周光强的变化自然光线偏振光光强不变化部分偏振光线偏振光光强有变化，但无消光位置（两次最大，两次最小）线偏振光线偏振光光强有变化，且有消光位置，（两次最大，两次消光）圆偏振光线偏振光光强不变化椭圆偏振光线偏振光光强有变化，但无消光位置（两次最大，两次最小）各种偏

5、振光通过四分之一片后偏振状态的变化入射光四分之一波片光轴的方位出射光自然光光轴任意方位自然光部分偏振光光轴任意方位部分偏振光线偏振光与振动方向平行或垂直线偏振光与振动方向成45°或135°圆偏振光其它方位椭圆偏振光圆偏振光任何方位线偏振光椭圆偏振光与椭圆的长轴或短轴平行线偏振光其它方位椭圆偏振光3.晶体偏光器件（1）偏光棱镜；（2）偏光分束棱镜；（3）波晶片（全波片，半波片，四分之一波片等）；（4）位相延迟片（补偿器）等。4.偏振光的干涉P2P1A1cAeAoA02Ae2习题选讲1.一束入射光通过旋转尼科耳棱镜观察，发现其光强

6、随之变化，但不到全暗。当尼科耳转至光强最大时，在它前面垂直插入一块石英/4片，其光轴与尼科耳主截面平行。顺时针转动尼科耳至60时，光全暗。试详细分析入射光的偏振态。解：（1）加入/4片后可全暗，说明入射光为椭圆偏振光。（2）尼科耳转至光强最大处，则主截面方向即为入射光的长轴方向。N1为长轴方向。（3）/4片光轴与N1主截面平行，故长轴上的振动为e光，短轴为o光。（4）N2与N1顺差60时全暗，说明经/4片后的线偏振光的振动面在逆时针转30的位置上（二、四象限）。说明e光的位相落后于o光（或－）。即＝（或－）

7、。（5）因为线偏振光在30的方向上，故入射椭圆的长短轴之比Ay/Ax=tan60。且可画出椭圆的外接矩形。3060N1N2（6）石英是正晶体，经/4片后，e光的位相落后于o光/2，即2＝－/2。因此，入射到/4片的光所具有的初始位相为1＝－2＝3/2（或－/2）。此为一个左旋的椭圆偏振光。（7）综合以上结果有：在未放/4片时的入射光偏振态为：一个左旋椭圆偏振光，长短轴之比为Ay/Ax=tan60，长轴方向在N1主截面方向。如图所示。2.一束自然光和线偏振光的混合光垂直通过偏振片。以入射光为轴转动偏振

8、片时，测得透射光强最大值是最小值的5倍。求自然光与线偏振光强度之比。解：设自然光的光强为：，则通过偏振片后的强度为：；线偏振光的光强为：，则通过偏振片时，光强最大的强度为：，光强最小的强度为：。自然光与线偏振光混合，通过偏振片后的最大强度为：最小强