工程光学-第15.5节 晶体偏振器件.ppt

第十五章光的偏振和晶体光学基础 §15.1 偏振光及其产生 §15.5 晶体偏振器件 §15.6 偏振的矩阵表示 §15.7 偏振光的变换和测定 §15.8 偏振光的干涉* §15.5 晶体偏振器件 利用晶体双折射性质制备 获取、检验、测量光的偏振特性，改变偏振态等 分类： 1. 偏振棱镜： 1）偏振起偏棱镜：尼科尔棱镜、格兰棱镜等 2）偏振分束棱镜：渥拉斯顿棱镜、洛匈棱镜等 2. 波片：全波片、半波片、?/4波片 3. 补偿器 §15.5 晶体偏振器件 偏振起偏棱镜 尼科尔棱镜： 材料：方解石 制作 §15.5 晶体偏振器件 偏振起偏棱镜 尼科尔棱镜： 材料：方解石 制作 ? 原理（o光、e光折射率不同，其一全反射） §15.5 晶体偏振器件 偏振起偏棱镜 格兰-汤姆逊棱镜： 材料：方解石 制作 §15.5 晶体偏振器件 偏振起偏棱镜 格兰-汤姆逊棱镜： 材料：方解石 制作 §15.5 晶体偏振器件 偏振起偏棱镜 格兰-傅科棱镜： 区别：加拿大树脂 ? 空气层（目的：适用紫外光和强激光） §15.5 晶体偏振器件 偏振分束棱镜 渥拉斯顿棱镜： 材料：方解石；制作：两半棱镜光轴互相垂直 §15.5 晶体偏振器件 偏振分束棱镜 洛匈棱镜： 材料：石英；制作：两半棱镜光轴互相垂直 §15.5 晶体偏振器件 波片 也称相位延迟器 作用：使两个振动方向相互垂直的光产生相位延迟 ? 从而改变光的偏振状态 制作：用单轴透明晶体做成平行平板，光轴与表面平行 §15.5 晶体偏振器件 波片 ? o光、e光通过波片时均不偏折，但传播速度不同 ? 通过厚度为d 的波片时将产生相对的光程差和相位差： 波片的快轴和慢轴： 快轴：波片中传播速度快的光矢量方向 慢轴：波片中传播速度慢的光矢量方向 ? 负晶体：vevo ? 快轴在e光振动方向，即光轴方向 正晶体：vove ? 快轴在o光振动方向，即垂直光轴 §15.5 晶体偏振器件 波片 1. 全波片： 性质：不改变入射光的偏振状态，只增大光程差 ? 应用于偏振光干涉场合 2. 半波片： 或称为二分之一波片，或?/2波片 性质：1）圆偏振光 ? 旋向相反的圆偏振光 椭圆偏振光 ? 旋向相反的椭圆偏振光 2）线偏振光 ? 振动方向转动2? 的线偏振光 §15.5 晶体偏振器件 波片 【例】线偏振光通过半波片后光矢量的转动： §15.5 晶体偏振器件 波片 3. ?/4波片： 或称为四分之一波片 性质：1）线偏振光入射时： 光矢量方向与快轴或慢轴一致 ? 线偏振光 与快、慢轴都成45度 ? 圆偏振光 与快、慢轴成其他角度 ? 椭圆偏振光 2）圆偏振光 ? 线偏振光 3）椭圆偏振光入射时： 长轴或短轴方向与快轴或慢轴一致 ? 线偏振光 其他方向 ? 仍为椭圆偏振光 §15.5 晶体偏振器件 波片 注意几点： 1. 波片均是对特定的波长而言的 2. 自然光入射波片时，出射光仍然是自然光 3. 为改变偏振光的偏振态，入射光的光矢量方向应与波片 的快轴或慢轴成一定夹角，以便在两个互相垂直的光矢 量分量中引入相位延迟 4. 波片只改变偏振态，不改变光强 §15.5 晶体偏振器件 补偿器 相位延迟量可在一定范围内调节的波片 ? 能产生连续改变的相位差 巴比涅补偿器： §15.5 晶体偏振器件 作业：P530 No.15 深圳大学光电工程学院 本章内容 （Nicol prism） 68? 71? 光轴 加拿大树脂 90? 77??c 出射光与入射光不在同一直线 ? 缺点①② ① ? 原理（o光、e光折射率不同，其一全反射） e o （Nicol prism） 68? 光轴 加拿大树脂 90? 77??c ?孔径角：?14? ? 缺点①② 不适合高度会聚或发散的光束 ② e o （Glan-Thompson prism ） 出射光与入射光基本在同一直线 ? 优缺点 ? 原理（o光、e光折射率不同，其一全反射） ? o e ? 光轴 加拿大树脂 垂直端面入射： ? o光、e光均不偏折 （但速度不同） ? 优缺点 ? 原理（o光、e光折射率不同，其一全反射） ? 光轴 加拿大树脂 i o e i? e o 不适合高度会聚或发散的光束 孔