F20 光波的偏振 2009.ppt

* * i e光 o光 光轴 当晶体的光轴垂直于入射面时，o 光和 e 光的主平面不重合。 o光的振动方向垂直于o光的主平面。 e光的振动方向平行于e光的主平面。 * * 3.产生双折射的原因：晶体的各向异性 在晶体中o光和e光的传播速度不相同，导致光束分离。由晶体折射率的定义： o光在晶体中传播各向同性，沿各方向传播速度相同，其折射率是单值no: e 光在晶体中传播各向异性，光沿不同方向传播其速度不同，则其折射率不是单值，是方向的函数。 e 光垂直于光轴方向的折射率为主折射率ne: ── 垂直于光轴方向的速度 * * 点光源在传播时，如果光束各向同性，波面是球面；如果光束各向异性，波面不是球面。 实验表明：o光的波面是球面；e 光的波面是旋转椭球面。 负晶体 (方解石) 光 光 光轴 正晶体 光 光 光轴 (石英) * * 负晶体光轴在入射面内，与晶体表面平行，光线垂直入射。 在晶体中传播的光线与晶体光轴组成的平面称为该光线的主平面 O光 O光 e光 e光 光轴 4.用惠更斯原理解释双折射 ( 以负晶体为例 ) * * 负晶体光轴在入射面内，与晶体表面平行，光线平行斜入射。 o 光轴 e * * 负晶体光轴垂直射面，与晶体表面平行，光线平行斜入射。 e o光的振动方向垂直于o光的主平面 e光的振动方向平行于e光的主平面 光轴 o 这种特殊情况下o光 e光都可用折射定律 * * 负晶体光轴在入射面内，与晶体表面不平行，光线平行斜入射。 o e 光轴 * * 格兰 汤姆孙棱镜 玻璃 n=1.655 方解石 no=1.6584 ne=1.4864 e o i 5.利用双折射获得线偏振光 胶合剂 n=1.655 o光: 几乎无偏折进入方解石而后进入空气 e光: 玻璃 方解石，光密 光疏 存在临界情况：全反射 * * 只要保证： e o i e光在分界面处被全反射, 而后进入空气 o光和e光被完全分开, 从而获得偏振度很高的偏振光 * * 20.5 椭圆偏振 圆偏振光 o光是振动方向与主平面垂直的光。 e光是振动方向与主平面平行的光。 当光轴在光线入射面内时，o光和e光的主平面重合o光e光的振动方向相互垂直。 两个相互垂直的同频率振动合成结果是园或是椭圆. * * o光的振动 e光的振动 正椭圆偏振光 圆偏振光 线偏振光 * * 左旋 右旋 * * 只要保持 就可以得到稳定的圆或正椭圆偏振光 e o o光e光形成 自然光入射时，o光e光虽然形成，但不能合成稳定的干涉结果. 自然光入射 * * 偏振光入射时，由于晶体内的o光e光是同一偏振光分离出来的光线， ? e O 光轴 主平面入射面 出射的o光e光有恒定位相差, 能 合成稳定的园或椭圆偏振光。 正晶体 负晶体 对于负晶体，e光超前o光； 对于正晶体，e光落后o光。 * * o o光e光分开 d o光通过厚度为d的晶体时光程是： e光通过厚度为d的晶体时光程是： e 出晶体后，o光和e光间的光程差是： 对应位相差是： * * 只要适当控制晶体的厚度，就可以控制o光和e 光的位相差（光程差)。 当 正椭圆偏振 圆偏振 对应光程差 满足上式厚度的晶体称为对应波长?的四分之一波片。 * * 四分之一波片可使线偏振光变成光程差为四分之一波长的o光和e光。 ? E O 光轴 线偏振光通过四分之一波片后变成圆（椭圆）偏振光。 四分之一波片可以形成圆偏振光和自然光。 * * 四分之一波片可使原本有四分之一波长光程差的o光和e光的光程差变成二分之一波长光程差。 ? E O 圆（椭圆）偏振光通过四分之一波片后变成线偏振光。 四分之一波片可以辨别圆偏振光和自然光。 光轴 * * 检验和区分部分偏振光时,常用四分之一波片放在被检验光线后，看是否变为线偏振光。 ? E O 光线具有可逆的性质。 圆（椭圆）偏振光通过四分之一波片后变成线偏振光。 光轴 线偏振光 椭圆或园偏振光 线偏振光 波片 波片 * * 椭圆或园偏振光 线偏振光 波片 部分偏振和自然光 有消光 波片 部分偏振和自然光 转动 偏振片 转动 偏振片 无消光 * * ? e O 光轴 主平面 d * * 使 对应光程差： 满足上式厚度的晶体称为对应波长?的二分之一波片。 同样原理，在控制晶体的厚度时：如果 左旋 右旋 * * 左旋 右旋 ? E O 二分之一波片 线偏振光垂直入射二分之一波片 ? * * § 19.5 光学仪器的分辨本领 一 光栅的分辨率 光栅的分辨率 N相同时，k’越高，R越高；k’相同时，N大者,R越高。 二 孔径光学仪器分辨率 * *