工程光学弟8章浅析.ppt

* * \0\0\\ 2、索里补偿器 ?移动两光楔，厚度发生变化，可获得任意相位差? 两光楔相接触的全部区域内相位差稳定不变 ?交叠区d1+d2不变，用于宽光束中 四 光通过波晶片后偏振态的变化 1、根据入射光偏振态确定o光和e光的相位差 2、确定波晶片引入的附加相位差 3、确定出射光o光和e光的相位差 据此判断出射光偏振态。 解：入射线偏振光在波片内分解的o光和e光的相位延迟为： 是个1/4波长片 e光 o光 例：一束线偏振的钠黄光（589.3nm）垂直入射一块厚度为1.618x10-2mm的石英晶片（no=1.54424,ne=1.55335），光轴沿x轴方向，若入射线偏振光振动方向与x轴成30度角，求出射光的偏振态。 入射线偏振光的振动方向与x轴成30度角，则 出射光的o光和e光相位延迟为： 因此出射光为右旋正椭圆偏振光，椭圆长轴沿光轴方向，长半轴与短半轴之比为 e光 o光 将检偏器置于透射光强最大的位置，把1/4波片置于偏振片前，使快轴与偏振片透光轴平行，则椭圆偏振光经1/4波片变为线偏振光。 问题：是不是任意椭圆偏振光通过1/4波片都可以变成线偏振光？ 怎么实现？ 五 偏振光的检验（偏振片与波晶片相结合） 入射光通过旋转的偏振片 （一）若光强有变化，则可能是线偏振光，部分线偏振光，椭圆偏振光或部分椭圆偏振光。 （1）如果旋转偏振片有消光位置，则为线偏振光。 （2）如果旋转偏振片无消光位置，则将检偏器置于透射光强最大的位置，把1/4波片置于偏振片前，使快轴与偏振片透光轴平行，然后旋转偏振片观察： ①看到两个消光位置，则为椭圆偏振光（椭圆偏振光经1/4波片变为线偏振光）。 ③ 无消光位置，且不在原来位置时光强最大，则为部分椭圆偏振光。（部分椭圆偏振光经1/4波片后变为部分线偏振光，线偏振光部分振动方向不在1/4波片快慢轴） ②无消光位置，且在原来位置光强最大，则为部分线偏振光。（部分线偏振光经1/4波片仍为部分线偏振光） （3）如果旋转偏振片光强有变化，但无消光位置，则为部分圆偏振光。 （二）若光强无变化，则可能是自然光，圆偏振光或部分圆偏振光。 把1/4波片置于偏振片前， （1）如果旋转偏振片光强仍无变化，则为自然光。 （2）如果旋转偏振片光强有变化，且有消光位置，则为圆偏振光。 入射光通过旋转的偏振片， Polarizer 解: M, N 为已知的起偏器和检偏器，x为待检片。 N x 问：用自然光源以及起偏器和检偏器各一件，如何鉴别下列三种透明片： 偏振片，半波片和 1/4 波片。 （1） 先鉴别出偏振片：如图（1）放置。 绕轴旋转N，若转到某一角度无光透出， 则 X 为偏振片。 （2） 在余下两片中鉴别出 1 / 2 波片 M X N 如图放置。自然光经起偏器 M后成为线偏振光。设该线偏振光的振动方向与波片 X的光轴夹角为θ，半波片使入射线偏振光变为振动方向转过2θ的出射线偏振光。 因此，当 X绕轴转到不同位置时，皆在Ｎ绕轴转动到某一位置时，无光从N透出，则 X为半波片。 设入射光为 ，经偏振器件后出射光为 则偏振器件的线性变换作用可以表示为： 其中矩阵 称为该偏振器件的琼斯矩阵。 即： ??8.3.3?偏振器件的矩阵表示 P1 x y + + 设入射光的琼斯矩阵为 表示在x,y轴上两个分量分别为 则沿线偏振器透光轴方向的分量分别为 将这两个分量的和在x,y轴上再做一次投影，得到分量 例 求透光轴与x轴成 角的线偏振器的琼斯矩阵。 因此，该偏振器的琼斯矩阵为 例3：波片的琼斯矩阵 设波片的快轴与x轴成θ角，产生的相位差为δ。如图建立坐标系。取入射偏振光为 ，则两分量在波片快慢轴上的分量和为： 快轴 即： 这两个分量再分别在x，y轴上投影，得到出射光琼斯矢量在x，y轴上的分量分别为： 即： 从波片出射时，必须考虑快、慢轴上分量的相对相位延迟，于是 分量变为 即： 代入各量得： 快轴与x轴成θ角，产生的相位差为δ的波片的琼斯矩阵 利用琼斯矢量和琼斯矩阵的计算 例：自然光通过透光轴与x轴夹角为45度的线偏振器之后，又通过λ/4波片，λ/2波片，λ/8波片，波片快轴沿y轴，试用琼斯矩阵计算透射光的偏振态。 λ/4波片,λ/2，λ/8波片的琼斯矩阵分别为， 因此透射光为 是左旋的椭圆偏振光。 解：自然光通过起偏器，成为线偏振光，其琼斯矢量为： ??8.4???偏振光的干涉 平行偏振光的干涉 设晶片的快慢轴分别沿x轴和y轴，起偏器P的透光轴与x轴的夹角为 α 。 平行自然光经起偏器P后的线偏振光振幅为a，分解为： 3.再经透光轴与x轴夹角为 的检偏器A后， 在A的透光轴上分量分别为： P A’ x(快轴) y A 这两个分量