[工学]光学教程第5章.ppt

例题：两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其 考思 题 小 故 事 实验发现： 旋转角 Verdet 常数，与材料性质、 温度、波长等有关 Verdet 常数0 左旋； Verdet 常数0 右旋； Faraday 效应 y P1 P2 二、 线偏振光干涉的强度分布 设P1 与y（波片光轴）的夹角为θ，P2 与y的夹角为α A1 Ae Ao A2e 过P1 后振幅为 A1 过波片后分为 θ α A2o 过P2 后振幅为 设两振动为相干的，位相差为 ，合振动强度为 关于 的讨论 两部分组成 ▲ 由波片引起的位相差 ▲ 由P1 和P2 的相对透振方向引起的位相差 1、P1 和P2 在相同的象限内，A2o和A2e 方向相同，无附加光程差 2、P1 和P2 在不同的象限内，A2o和A2e 方向相反，附加光程差为π P1 P2 y A1 A2e Ao Ae A2o θ α y P1 P2 A1 Ae Ao A2e θ α A2o 关于光强I 的讨论 ▲ P1 和P2 的透振方向相互平行 ▲ P1 和P2 的透振方向相互垂直 注意：α取锐角，θ为负角 y P2 P1 θ α 一般情况下 以z为轴旋转波片，改变y相对于P1和P2的方向 用单色光照射 y P x o P · E1 θ d z ▲ P1 和P2 的透振方向相互平行 I// 取极大 I// 取极小 恒定（no-ne变化很小） 波片厚度 d 确定， 极值条件 ▲ P1 和P2 的透振方向相互垂直 y P x o P · E1 θ d z 以z为轴旋转波片，改变y相对于P1和P2的方向 恒定（no-ne变化很小） 波片厚度 d 确定， I⊥=0，取极小 I⊥取极大 极值条件 用单色光照射 波片厚度 d 确定，用不同波长的光入射时，透射光的强弱随波长的不同改变。 三、 色偏振（略） 四、 偏振光干涉条纹的形成 在前面的实验装置中，视场中只有均匀的亮暗或色彩变化（为什麽？），要观察到条纹，须把波片换成劈尖形的。 y P x o P · E1 θ d z P1 和P2 的相互垂直，用单色光照射时，Δφ与d有关 明暗条纹条件 暗条纹 明条纹 讨论（1）: 出射光强与 ? 有关，与?有关． 出射光强为零. 若?一定. 当 时(全波片)， (a) (b) 当 (半波片)时, 出射光强最大. 讨论（2）: ? 固定不动. (全波片) 出射光强最大. 出射光强最小. 时, 当 (a) (半波片)时, (b) 当 由于M和N垂直与平行两种情况下, 相干光相位差差?, 所以对于给定的晶体薄板, 在垂直时出射光为干涉最大,而在平行时却为干涉最小;反之依然.且有 这两种情况光强互补. 若用白光作光源, 对于同一厚度的波片, 垂直时出射光颜色与平行时出射光颜色互补,即两种情况下的出射光加起来为白光.在由垂直向平行过度时,出射光颜色会发生突然的变化,这种现象叫做色偏振. 劈尖晶片的等厚干涉花样 晶片 C M 偏振片 N 偏振片 I0 (钠)自然光 (3) 等厚干涉 　　当偏振光的干涉装置中的晶片厚度不均匀时，具有相同厚度的地方，将产生同样的干涉光强，形成等厚干涉花样． 2. 偏振干涉滤光器和太阳色球观察 　　天体辐射，因种种原因而具有各种偏振态．所以，对天体辐射偏振态的测量，对了解天体的物理状态，研究天体的辐射机制，以及天体辐射通过的物质等都有重要的意义．例如： 　　由日冕的偏振态的测量，可以求日冕内部电子密度和温度的分布. 测量因天体磁场作用下被分裂的光谱散射光的偏振，可以测天体的磁场. 测量行星大气散射光的偏振，可以获得行星大气组成的情况. 　　通常在明亮多色的光球背景上，无法观测到弱的色球层和日冕层，所以要用单色光观察． P1 P2 P3 P4 P5 00 00 00 00 00 450 450 450 450 C1 C2 C3 C4 里奥型偏振干涉滤光器结构（四级）： 上图中Ｃ为波片，Ｐ为偏振片．图下方的箭头标出了它们的透振方向或光轴方向． d P1 P2 00 00 450 C1 第一级里奥单级： 出射光强分布: 波长满足?1???，即： 波长满足?1?????????，即： 的光全部滤掉，其他波长都被减弱. 曲线 全部透过： 第二级里奥单级 P3 00 450 C2 满足下式的波长全部透过， 满足下式的波长全部滤掉： 其他波长都被减弱. 曲线 两级里奥单级串接，光强分布为各级透射光强的积: N级里奥滤光器串接，光强分布为： 类似多光束光强分布，级次愈多，得到的透射带宽愈窄. 曲线 第一级光强分布 第二级光强分布 第三级光强分布 第四