慢轴Slowaxis-青岛理工大学.PPT

* * * * * * * * * Chapter 11偏振与晶体光学基础 工程光学 郭 峰 青岛理工大学 ? 机械工程学院 Engineering Optics Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 晶体偏振器件 一、偏振棱镜 （一） 偏振起偏棱镜 使自然光入射晶体时，其中的一束线偏振光在偏振棱镜内发生全反射，而只出射一束线偏振光。 Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 1、格兰-汤姆逊棱镜 当光垂直于棱镜端面入射时， o光和e光均不发生偏折，在斜面上的入射角等于棱镜斜面与直角面的夹角。 制作时使胶合剂的折射率大于并接近e光的折射率，但小于o光折射率，并选取棱镜斜面与直角面的夹角大于o光在胶合面上的临界角，这样o光在胶合面上将发生全反射，并被棱镜直角面上的涂层吸收，而e光由于折射率几乎不变而无偏折地从棱镜出射。 · · · · · · · · · · · · ? ? 光轴 光轴 方解石 方解石 加拿大树胶 o e 吸收涂层 i 波片是光轴平行表面的晶体薄片。 y d x A Ao Ae ? 线偏振光 光轴 λ A Ao Ae ? 光轴 P 振幅关系 波片（波晶片）——相位延迟元件 当入射面是晶体的主截面时,o光和e光的主平面重合，此时o光与e光的振动方向相互垂直 Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 晶体偏振器件-波片（ Wave plate, 位相延迟器 ） 作用： o光和e光通过波片时的光程差(Optical path difference)与 位相差(Phase difference)： 其中，d是波片厚度。 使两个振动方向相互垂直的光产生位相(phase)延迟。 （在已知的两个正交偏振方向上，为入射的偏振光引入特定的附加相位差。） Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 快轴(Fast axis) ：称晶体中传播速度快的光矢量(Light vector)方向为快轴。 慢轴(Slow axis)：称晶体中传播速度慢的光矢量(Light vector)方向为慢轴。 快轴和慢轴 Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 则称该波片是1/4波片，1/4波片的最小厚度： 若 当n0ne时，e光超前，波片的快轴为e 矢量方向。 1、?/4波片(Quarter-wave plate) 性质： 线偏振光入射时，出射光为椭圆偏振光； 与快慢轴都成45度线偏振光入射，出射光为圆偏振光。 Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 O光和e光产生的光程差 称该晶片为二分之一波片。 2、?/2波片(Half-wave plate) 性质： 1）椭圆偏振光入射时，出射光仍为椭圆偏振光，只是旋向相反；(改变sin?符号) 2）线偏振光入射时，出射光仍为线偏振光。若入射的线偏振光与快（慢）轴夹角为?，出射光的振动方向向着快（慢）轴转动了2?。 Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 线偏振光通过半波片后光矢量的转动 线偏振光通过半波片后光矢量的转动 ? 入射时Entrance 快（慢）轴 出射时 (Exit) ? ? Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 3、全波片(Full-wave plate) 称该晶片为全波片。 性质： 1）不改变入射光的偏振状态； 2）只能增大光程差。 Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 P323 例题 12-3 圆偏振光 自然光 椭圆偏振光 部分 偏振光 光轴平行椭圆偏振光的长轴或短轴放置 四分之一波片 P IM ~ 0 旋转 P旋转 区分不同偏振状态的光 I0 I0 I0 I0 IM ~ 0 IM ~ Im 四分之一波片 圆偏振光 自然光 自然光 线偏振光 偏振片（转动） 线偏振光 I 不变 线偏振光 I 变, 有消光 以入射光方向为轴 ！ 四分之一波片 椭圆偏振光 部分偏振光 线偏振光 偏振片（转动） 线偏振光 I 变, 有消光 部分 偏振光 光