波动光学-偏振.ppt

* §1 光的偏振状态 一. 线偏振光 E 播 传 方 向 振 动 面 · 面对光的传播方向看 线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解 E Ey Ex y x ? 第三章 光的偏振 (Polarization of light) 线偏振光的表示法： · · · · · 光振动垂直板面 光振动平行板面 二. 自然光 没有优势方向 自然光的分解 一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。 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 部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光。 部分偏振光的表示法： · · · · · · 平行板面的光振动较强 垂直板面的光振动较强 · · 右旋圆 偏振光 右旋椭圆 偏振光 y y x z 传播方向 ? /2 x 某时刻右旋圆偏振光E随z的变化 E 0 四. 圆偏振光, 椭圆偏振光 五. 偏振度 Ip —部分偏振光中包含的完全偏振光的强度 It —部分偏振光的总强度 In —部分偏振光中包含的自然光的强度 完全偏振光 (线、圆、椭圆 ) P =1 自然光 ( 非偏振光 ) P = 0 部分偏振光 0 P 1 偏振度的另一种表示： §2 偏振片的起偏和检偏，马吕斯定律 一. 起偏 起偏的原理：利用某种光学的不对称性 偏振片 微晶型 分子型 x y z z 线栅起偏器 入射 电磁波 起偏：从自然光获得偏振光 起偏器: 起偏的光学器件 · 非偏振光 线偏振光 光轴 电气石晶片 · · 非偏振光I0 线偏振光 I P 偏振化方向 (透振方向) 二. 马吕斯定律 ? I0 I P P E0 ? E=E0cos? 偏振片的起偏 ??马吕斯定律（1809） ——消光 · · · 三. 检偏 用偏振器件分析、检验光的偏振态 I ? P 待检光 思考： I不变?？是什么光 I变，有消光?？是什么光 I变，无消光?？是什么光 §3 反射和折射光的偏振 *散射光的偏振 一. 反射和折射时光的偏振 i = i0 时，反射光只有S分量 i 0 — 布儒斯特角或 起偏角 i0 +r0 = 90O 由 有 —布儒斯特定律 (1812年) · · · · · · · n1 n2 i i r · 自然光反射和折射 后产生部分偏振光 · · · · · n1 n2 i0 i0 r0 线偏振光 · · S 起偏振角 · · · 若 n1 =1.00 (空气)，n2 =1.50 (玻璃)，则： 二. 玻璃片堆起偏和检偏 1. 起偏 当i =i0时 自然光从空气→玻璃 · · · · · · · · · · · · i0 (接近线偏振光) · · · · · · · · · · · · · · · · · · 2. 检偏 ... 玻璃片堆 *三. 散射光的偏振 1.散射光的产生 p I(?) ? 振荡电偶极子电磁 辐射强度的角分布 2.散射光的偏振 z x ? p y 入射自然光 ? B 散射光 (部分偏振光) 散射光 (线偏振光) 散射光 (自然光) §4 光在晶体中的传播, 双折射 · · · 方解石 o e e ? ? o 一. 双折射的概念 1. 双折射 n1 n2 i ro re (各向异 性媒质) 自然光 o光 e光 2.寻常光和非寻常光 o光 : 遵从折射定律 e光 : 一般不遵从折射定律 e光折射线也不一定在入射面内。 · · · 3. 晶体的光轴 当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。 例如，方解石晶体(冰洲石) A B 光轴 102° 光轴是一特殊的方向,凡平行于此方向的直线均为光轴。 单轴晶体：只有一个光轴的晶体 双轴晶体：有两个光轴的晶体 4. 主平面和主截面 主平面：晶体中光的传播方向与晶体 光轴构成的平面。 e光 光轴 e光的 主平面 o光 光轴 o光的 主平面 · · · · 主截面：晶体表面的法线与晶体光 轴构成的平面。 二. 晶体的主折射率，正晶体、负晶体 光矢量振动方向与晶体光轴的夹角不同,光的传播速度也不同。 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · vo?t 光轴 光轴 ve?t vo?t o光: e光: n0 ，ne称为晶体的主折射率 正晶体 : ne no 负晶体 : ne no 子波源 vo?t ve?t 光轴 vo?t ve?t 光轴 正晶体 (vo ve