第9章光的偏振合编.ppt

三、光偏振应用 光的偏振调制利用光经过各向异性物质的双折射现象。 光弹效应：某些非晶体材料通常情况下是各向同性的，不产生双折射现象，当受到外力作用时，就会产生双折射现象，当外力除去时，双折射随之消失。 光弹效应测力计的基本结构 本节重点内容回顾 1. 偏振光的定义与分类（线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振 光、部分偏振光及偏振度）。 2. 偏振光的产生（利用反射和折射、利用二向色性、利用散 射、利用晶体双折射、马吕斯定律和消光比） 3. 光在晶体中的传播（晶体的双折射现象、光线垂直入射晶 体表面时的双折射现象）。 4. 晶体偏振器件工作原理（偏振起偏棱镜、偏振分束棱镜、 波片）。 5. 偏振光的变换、检验和测定。 一、偏振光的变换 第四节 偏振光的变换和测定 1、椭圆偏振光的获得 方法：采用起偏器和?/4波片从自然光中获得 自然光 线偏光 椭圆偏振光 ? ? 波片 x y 快轴 起偏器 2、偏振光的检验 方法：利用位相延迟器和偏振器 检偏器 椭圆偏振光 部分椭圆偏光 部分线偏光 光强变化， 但不消光。 检偏器 椭圆偏振光 部分线偏光 部分椭圆偏光 1/4波片 有两个消光位置 转动检偏器 波片转过45? 光强不变 光强变化，但不消光 转动检偏器 二、偏振光的测定 线偏振光的测定 含义：确定是否是线偏振光；测定线偏振光的振动方向。 出发点：马吕斯定律 半影式检偏器：用以提高检偏器方位的定位精度。 P H A y 半影式检偏器工作原理 x O A ? P1 ?’ P2 ?’ H1 H2 为使电流I和F成接近线性关系，光电测力计光路中放有若干云母片7，用以产生附加光程差。 * 一、偏振光与自然光 第一节 偏振光概述 1、自然光 具有一切可能的振动方向的许多光波之和。 特点：振动方向无规则性。 表示：可用两个振动方向垂直的、强度相等的、位相关系不确 定的光矢量表示。 自然光 第九章 光的偏振和偏振器件 偏振光方程： 2、偏振光： 光矢量的振动方向和振幅大小有规则变化的光。 线偏振光：光矢量方向不变，其大小随位相变化。 圆偏振光：光矢量大小不变，其方向绕传播方向均匀转动，且矢量末端轨迹为圆。 椭圆偏振光：光矢量大小和方向都在有规律地变化，且矢 量末端轨迹为椭圆。 偏振光分类 线偏振光 振动平面： 光矢量与传播方向组成的平面 称为线偏振光的振动平面。 z x y 沿x方向振动，大小发生变化 圆偏振光 左旋 右旋 z 振动方向改变，大小不变 椭圆偏振光 左旋椭圆光 右旋椭圆光 z 振动方向和大小都变，轨迹为椭圆 自然光 部分偏振光 3、部分偏振光： 自然光在传播过程中，由于外界的作用 造成振动方向上 强度不等，使某一方向上的振动比其它方向上的振动占优势。 表示：部分偏振光=完全偏振光+自然光 完全偏振光 Ip=Imax-Imin 偏振度： 二、 偏振光的产生 主要方法： 1、利用反射和折射 2、利用二向色性 3、利用晶体双折射 偏振分光镜 ZnS(n2) 冰晶石 (n1) 45 。 n3 ? 制作 ? 原理 ? n3 ? 膜层厚度 ? 层数 1、由反射和折射产生偏振光 入射角满足布儒斯特角 二向色性： 各向异性的晶体对不同振动方向的偏振光有不同的吸收 比。各向异性的晶体对光的吸收本领随波长改变（选择 吸收特性）外，还随光矢量相对晶体的方位而改变。 2、由二向色性产生偏振光 人造偏振片： H偏振片和K偏振片 三、 偏振光的检测和马吕斯定律 如果一入射线偏振光的电矢量振动方向和检偏器的透光轴成 q 角，则通过检偏器之后的光强 I 为： 起偏器：用来产生偏振光的偏振器件。 检偏器：用来检验偏振光的偏振器件。 E cos q E s in q y（透光轴方向） x q 消光比：最小透射光强和最大透射光强之比。 消光比与最大透射比（透过的最大光强之比）——评价偏振器性能的主要参数。消光比小，最大透射比大，偏振器质量高 验证马吕思定律的实验装置： 自然光 起偏器 检偏器 光电接收器 P1 P2 Ecos? ? 1. 定义 当一束单色光在各向异性晶体的界面折射时，可以产生两束折射光，这种现象称为双折射。 2. 寻常光（o光）和非寻常光（e光） 两束折射光中，遵守折射定律的光称为寻常光（o光）；另外一束不遵守折射定律的光称为非寻常光（e光）。均为线偏振光 说明：1〕o光