光偏振 第二十章 光波的偏振.ppt

* * * * * * * * * 五、圆和椭圆偏振光的起偏 1. 波晶片——相位延迟片 波晶片是光轴平行表面的晶体薄片。 通过厚为d的晶片，o、e光不可分开， 但产生光程差： 光轴 · · 出射时位相改变： (1) 四分之一波片 (2) 二分之一波片 (3) 全波片 可见：? 一定，适当选择d 可使两分振动 产生任意数值的位相差 常用的几 种波晶片： 20 由振动合成可知，当两互相垂直振动的位相差为： ?2 -? 1= p 2 若A1=A2，就是一个圆。 时合成为一正椭圆 振幅关系： 即：一束线偏振光经1/4晶片后 出射的是两束传播方向相同、振 动方向相互垂直、频率相等、相 位差为?/2的线偏振光，它们合 成为一束椭圆偏振光。 2. 圆偏振光（椭圆偏振光）的获得 · · 自然光 ？ Ao Ae ? 显然：若Ao=Ae，则为圆偏振光 不确定 · · P 线偏振光 λ 21 Ao Ae ? 光轴 P 讨论： 1）? =45°， ?出射为圆偏振光 2）? =0°， ?与e光对应的线偏光 3）? =90°， ?与o光对应的线偏光 保持原有 的线偏态 4）? ? 0°、45°、90°， ?椭圆偏振光 问： 如何知道出射光是圆偏振光？ 或圆偏振光经1/4波片出射光是什么光？ 22 线偏振光 λ Ao Ae ? Ao Ae ? 光轴 P 振幅关系： 3. 椭圆与圆偏振光的检偏 1\4波片 圆偏振光 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 1\4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 光轴平行最大光强或最小光强方向放置或光轴 平行椭圆偏振光的长轴或短轴放置 线偏振光 I变, 无消光 自然光 23 附： 使线偏振光振动面转过2? 角度 ? ? Ao入 Ao出 A入 A出 Ae入= Ae出入 光轴 全波片： 1/2波片、全波片 1/2波片： 不改变入射 光的偏振态： 使圆偏振光旋转方向改变 左 右 不改变入射光的任何状态。 24 在P2 后，两束光振动方向平行，振幅为： 六、偏振光的干涉 1. 偏振光干涉现象 3. 偏振光干涉的分析 1） 振幅关系（P1?P2） P2 P1 C A1 Ae Ao A2o A2e ? 2. 偏振光干涉装置 d 晶片C ? 偏振片P2 偏振化方向 单色 自然光 偏振片P1 偏振化方向 光轴方向 经C后： · · · · · 25 通过晶体C后： ? 一束椭圆偏振光 通过P2 后： 2）位相关系 —干涉相长 P2 P1 C A1 Ae Ao A2o A2e ? —干涉相消 3) 若 P1 // P2， 在P2 后振幅为： —max —min P2 P1 C A1 Ae Ao A2o A2e ? 26 （2）白光入射 由于某种颜色干涉相消，而呈现它的互补色这叫色偏振。 若d不均匀，则屏上出现彩色条纹。 如： 红色相消→绿色；蓝色相消→黄色， （1）若单色光入射 —max —min —max —min 讨论： d均匀， d不均匀，则出射为等厚干涉条纹 出射或亮、或暗、或不明不暗 晶片d均匀， 出射是?满足干涉极大的彩色 27 P2 P1 C A1 Ae Ao A2o A2e ? P2 P1 C A1 Ae Ao A2o A2e ? 4. 人工双折射 人为地造成各向异性，而产生双折射。 又称为： 光弹效应 (应力双折射效应) 应力→各向异性→v各向不同→n各向不同 在一定应力范围内： 各处 不同→各处 不同→出现干涉条纹 变→ 变→干涉情况变。 28 P1 P2 ? · · d F S F 干涉 有机玻璃 C 5. 电光效应 电光效应也叫 电致双折射效应 1）克尔效应 (J.Kerr, 1875年) l + - 45? 45? P1 P2 克尔盒 d 不加电场→液体各向同性→P2不透光 加电场→液体呈单轴晶体性质， ——二次电光效应 E — 电场强度，k — 克尔常数 光轴平行 ? P2透光 克尔效应引起的相位差为： 克尔盒相当于半波片， P2透光最强 。 时， 29 硝基苯 ， 若l =3cm, d=0.8cm，λ=600nm的黄光，则产生 ??k=? 时 的电压 例： 2） 泡克尔斯效应(Pockels, 1893年) 电光晶体 + 。 。 - P1 P2 K K? 泡克尔斯盒 · · 硝基苯