光学第十三章解剖.ppt

第五节 参与合成椭圆偏振光的两束线偏振光，频率相同，相位差恒定，但其振动方向相互垂直，不能产生干涉，只能合成为椭圆偏振光。 若将椭圆偏振光垂直入射于一偏振片，则参与合成椭圆偏振光的两束线偏振光中，只有平行于偏振片透振方向的光振动分量才能透过偏振片，因此，透射光是两束具有振动方向相同、频率相同、相位差恒定条件的线偏振光，可以产生干涉。 相位差的确定 偏振片2 相干线偏振光 Z 透振方向 线偏振光 偏振片1 M 透振方向 M 自然光 椭圆偏振光 波 片 光轴方向 由偏振片2透出的两相干线偏振光的相位差： 为 向 投影的附加相位差 处于 同侧 ，否则为零 N N M M 两种典型情况 M M 相位差 两种典型情况 M M 单色光入射 对同一波片用单色光入射 若两偏振片的透振方向相互垂直时由于某波片的双折射引起的偏振光干涉结果获得最强 将两偏振片的透振方向转到相互平行状态时则光干涉结果为最弱 若波片厚度不均匀，输出光场中将会出现明暗干涉条纹，用上述两种状态去观察这种干涉条纹，其明暗分布也是相反的。 偏振片1 偏振片2 波片 输出光分布 相位差 相位差 白光的色偏振 对同一波片用白光入射 1 白光 2 白光 相位差 两偏振片透振方向正交 两偏振片透振方向平行 相位差 白光中的各种波长不可能同时满足同一情况的相长干涉或相消干涉条件 1 若 满足 的相长干涉条件，对于 则满足相 消或减弱 条件 的相长干涉条件，对于 则满足相 消条件 2 若 满足 此类现象称为 显色偏振 人为双折射 人为双折射现象及其应用 某些各向同性媒质本不产生双折射现象，但受外界作用（如受机械力、电场、磁场等）时，变成各向异性媒质，并产生双折射现象。 还有些各向异性媒质，受到外界作用时，则会改变其双折射性质。 这种在人为的条件下，使媒质产生或改变其双折射的现象，称为人为双折射现象。 光弹性效应 偏振片2 有机玻璃模型 偏振片1 施压 应力双折射显示的偏振光干涉条纹 施压方向形成光轴 双折射与应力成正比 用于应力分析研究 光 弹 性 效 应 机械应力作用产生的各向异性 应 力 双 折 射 克尔效应 电 致 双 折 射 1. 克尔效应 偏振片1 偏振片2 在装有平行板电容器的透明盒内，充以某种特定的液体（如硝基苯） 接入极间电压，使两极板间产生电场，液体变成各向异性媒质，并产生双折射，系统末端有光输出，其响应极快，信号频率可高达 10 Hz ,能用作高速“光阀门”。 10 泡克耳斯效应 偏振片1 电 致 双 折 射 2. 泡克耳斯效应 透明电极 透明电极 压电晶体 K D P 偏振片2 KDP（磷酸二氢钾）是一种无对称中心的晶体，沿某一特定方向施加电场后，在晶体内能对某种方向的入射光产生双折射 KDP的双折射与外加场强成正比。系统的输出光强，可由加在晶体电极线路上的信号电压调制，其响应极为迅速，信号频率可高达3 10 Hz 。 除可作高速光阀门外，还可作高速电光调制器。 10 本章结束 本章结束 C C 主截面 方解石 垂直入射 O光 e光 不能叫 O e光 出了晶体 在主截面内入射时 e 光振动 在主截面内 O 光振动 垂直主截面 两种典型情况 两种典型情况 M M M M 相位差 M M 两偏振片透振方向正交 满足 时为相长干涉，且得最强。 满足 时为相消干涉， 且为零 M M 两偏振片透振方向平行 相位差 满足 时为相长干涉，最强。 最弱。 满足 时为相消干涉， 单色光入射，这两种典型情况所得的光干涉结果明暗相反；若用白光入射，两者输出的光色近乎于互补色。 的相位差恰好相差 对同一波晶片 ，若用 * 光波的偏振 第四节 双折射现象 寻常与非常光 寻常与非常光 演示1 演示2 都是线偏振光。 晶体的光轴 方解石、石英、红宝石等晶体，只有一个光轴方向，称为单轴晶体。 云母、蓝宝石、橄榄石等晶体，有两个光轴方向，称为双轴晶体。 晶体的光轴是晶体中的一个特殊的方向，在该方向上，o光、e光的传播速度（大小和方向）相同，即折射率相等，不产生双折射现象。 方解石 方解石的光轴 通过A或B，并与三个会合钝角的界面成等角的直线方向，就是方解石晶体的光轴方向 （对于严格等棱长的方解石菱体，即AB连线方向）