第十四章光学-偏振(楼)解读.ppt

1/4波片 d 光轴方向 ? Ae Ao 二、波片 波片是厚度均匀，光轴与表面平行的晶体薄片 能使o光、e光出射时产生(2k+1)?/2的相位差 因为 所以 说明： ● 一束偏振光通过 1/4 波片后，出射的偏振状态由?（线偏振光振动方向与波片光轴的夹角）确定。当? = 0o(或90 o)时，出射线偏振光；当? = 45 o时，出射圆偏振光；?为其他值时，出射光为椭圆偏振光 ● 椭圆偏振光（圆偏振光），经 1/4 波片后，变为线偏振光 如图，线偏振光通过半波片后，出射光仍为线偏振光，但其振动方向却移过 2? 角 Ae出= A e入 ? ? AO入 AO出 A入 A出 光轴 1/2 波片：能使线偏振光出射时的两束线偏振光产生 (2k+1)? 的相位差，这样的波片称为1/2 波片 单色自然光经P1后成为线偏振光，通过C后，又成为两束不相干的线偏振光，再经P2 后，就成为频率相同，振动方向相同而相位差恒定的相干光，从而产生偏振光干涉 d 晶片C 单色自然光 偏振片P1 偏振化方向 光轴方向 ? Ae Ao 光轴方向 偏振片P2 三、偏振光的干涉 第四部分 光的偏振 *§14-18 偏振光的干涉及应用 *§14-17 光的双折射现象 §14-16 反射和折射时光的偏振 §14-15 自然光和偏振光 光的横波性质 马吕斯定律 *§14-19 全息照相简介 光波是一种电磁波 传播方向 能够引起感光作用和生理作用的是电场矢量 矢量的振动称为光振动 电振动、磁振动和光传播方向的相互关系 §14-15 自然光和偏振光 光的横波性质马吕斯定律 电磁波是变化电场和变化磁场的传播过程 电场矢量 称为光矢量 1. 自然光 各方向上光振动的振幅相等的光 自然光所有光矢量都分 一、自然光和偏振光 两分量大小一般不等 各方向光振动振幅相等 x 传播方向 y y x 传播方向 所有光矢量的分量叠加综合效果 每一光矢量都可分解 振动方向相互垂直的分振动 则可表示为两个振幅相等、 解到相互垂直的这两个方向 2. 线偏振光 传播方向 传播方向 传播方向 传播方向 3. 部分偏振光 只在一个固定方向有光振动 两方向的振幅不等 但是所有光矢量都分解到两相互垂直的方向后 所有各方向都有光振动 4. 自然光、线偏振光和部分偏振光的图像表示 振动垂直纸面的线偏振光 振动平行纸面的线偏振光 平行纸面的光振动较强的部分偏振光 垂直纸面的光振动较强的部分偏振光 自然光 各方向振动强度相同 绳上横波通过狭缝显示出横波特性 二、起偏和检偏 光的横波性质 狭缝与振动同方向 狭缝与振动方向垂直 光源 自然光 起偏器 检偏器 线偏振光 偏振化方向 偏振化方向 把自然光变为偏振光的装置称为起偏器 自然光不能显示光的横波特性 偏振片 其他方向的光振动 自然光 线偏振光 偏振化方向 一些天然晶体和人造薄膜可以把自然光变为 偏振光，称为偏振片 允许光振动通过的方向称为偏振片的偏振化方向 偏振片仅容许某一特定方向的光振动通过而吸收 偏振眼镜 旋转偏振片，可以检测入射光的偏振特性 两偏振片偏振化方向平行 两偏振片偏振化方向垂直 偏振片作为起偏器 也能检测入射光的偏振特性，即作为检偏器 此时无透射光 如果透射光强有两个位置等于零 当偏振片以光线为轴转动时 检偏方法与结果判断： 如果透射光强恒为入射光光强的一半 如果透射光强周期性变化 入射光是自然光 入射光是偏振光或部分偏振光 入射光为全偏振光（线偏振光） 三、马吕斯定律 光强为I0 的线偏振光入射到偏振片 光振动的分解 偏振化方向 入射光振动方向 A0 ? I0 I 传播方向 偏振片 入射光振动方向 透射光振动方向 偏振化方向 透射光的光强为 若振动方向与偏器片的偏振化方向间的夹角是 ? 透射光强最大 透射光强为零 自然光通过偏振片 I0 I 传播方向 偏振片 透射光振动方向 偏振化方向 自然光 当自然光在两种介质分界面上反射、折射时 通常反射光、折射光 法线 自然光入射 平行于入射面振动较强 垂直于入射面振动较强 n1 n2 §14-16 反射和折射时光的偏振 会发生偏振现象 可以是全偏振光 在一定条件下反射光 都是部分偏振光 反射光和折射光 反射光为全偏振光，i0称为起偏角（布儒斯特角） 法线 自然光i0角入射 部分偏振光 全偏振光 n1 n2 ——布儒斯特定律 即满足 当入射角等于特定值 i0 与入射角 i 有关 偏振化程度 反射光线与折射光线垂直 光从空气射向玻璃时 自然光 全偏振光 法线 偏振片 可以证明，当入射角等于全偏振角 i0 时 自然光以全偏振角从空气射向普通玻璃 玻璃片堆 自然光 全偏振光 部分偏振光 接近全偏振光 为了增大折射光的偏振化程度，可使用玻璃片堆 入射光中垂直振动