光学教程 5-7、5-8

《光学教程 5-7、5-8》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、§5—7椭圆偏振光和圆偏振光椭圆偏振光：在光的传播方向上，电矢量的端点在垂直波传播方向内描绘出一个椭圆圆偏振光：在光的传播方向上，电矢量的端点在在垂直波传播方向内描绘出一个圆（椭圆偏振光的特例）1*椭圆偏振光在垂直于光传播方向的固定平面内,光矢量的方向和大小都在随时间改变,光矢量的端点描出一个椭圆,这样的偏振光叫做椭圆偏振光.椭圆偏振光,可以由两个互相垂直的，有相位关系的,同频率的线偏振光合成.反之,一椭圆偏振光也可以分解为两个任意方向,相互垂直,有相位关系的同频率的线偏振光.左旋椭圆偏振光电矢量随时间逆时针旋转2在垂直于光传播方向的平面内，右旋圆偏振光的电矢量随

2、时间变化顺时针旋转右旋圆偏振光在三维空间中*圆偏振光在垂直于光传播方向的固定平面内，光矢量的大小不变，但随时间以角速度旋转，其末端的轨迹是圆。这种光叫做圆偏振光。某一固定时刻t0，在传播方向上各点对应的光矢量的端点轨迹是螺旋线.随着时间推移，螺旋线以相速前移。3一、圆和椭圆偏振光的描述考虑频率相同振动方向相互垂直位相差恒定沿z方向传播的两线偏振光的叠加[例]上述两线偏振光的获得：设线偏振光正入射到波片上，振动方向与光轴成θ角，入射光被分成o光（沿y轴，初位相为φy）和e光（沿x轴，初位相为φx）o光和e光从波片出射后有恒定的位相差传播速度相同两线偏振光的波动方程

3、为（1）；（2）4两线偏振光的波动方程为合成波的波动方程为（1）；（2）由（1）和（2）消除时间t，得关于Ex、Ey的方程（电矢量E的矢端轨迹方程）：（1）（2）电矢量E作周期性的运动，与Ex和Ey有相同的周期ω5α椭圆的一般方程结论：电矢量E的矢端轨迹为椭圆——椭圆偏振光Ax-AxAy-AyOExEyE边长为2Ax、2Ay的矩形，椭圆与其内切Ex在±Ax之间变化Ey在±Ay之间变化椭圆主轴（长轴）与x夹角α6讨论：椭圆的形状与Ax、Ay和Δφ有关，分析几种特殊情形（1）Δφ=0或±2π的整数倍：直线方程（一、三象限的对角线）（2）Δφ=±2π的半整数倍：例Δφ=

4、π直线方程（二、四象限的对角线）7（3）Δφ=±π/2及其奇数倍：例Δφ=π/2标准椭圆方程，主轴与坐标轴重合若Ax=Ay，则电矢量E的矢端轨迹为圆—圆偏振光（4）0<Δφ<π/2：一般椭圆方程[例]线偏振光正入射到1/4波片上，振动方向和光轴方向成45°角，则o光和e光等振幅Ax=Ay，Δφ=π/2，出射光为圆偏振光。8（a）Δφ=0（b）0<Δφ<π/2（d）π/2<Δφ<π（e）Δφ=π（f）0<Δφ<3π/2（g）Δφ=3π/2（h）π3/2<Δφ<2π（c）Δφ=π/2Q1Q29二、椭圆偏振光的旋向合矢量E的旋向不同，可分为两类偏振光：迎光传播方向观察合

5、矢量顺时针旋转，右旋偏振光合矢量逆时针旋转，左旋偏振光判据由相隔1/4（Δφ=π/2）周期值的分析左旋偏振光右旋偏振光[例]若Δφ=π/2，则设t=t0时，ωt0-kz=0，则Ex=Ax，Ey=0，合矢量如图当t=t0+T/4时，ωt-kz=ωt0+ωT/4–kz=ωt0-kz+π/2，则Ex=0，Ey=-Ay，合矢量如图从Q1—Q2，顺时针旋转，为右旋偏振光10空间分布右旋圆偏振光在三维空间中电矢量左旋111213三、自然光改造成椭圆偏振光或圆偏振光1、椭圆偏振器用起偏器获得线偏振光，垂直入射到波片上获得椭圆偏振光2、圆偏振器用起偏器获得线偏振光，垂直入射到1/

6、4波片且使入射线偏振光的振动方向与光轴成45°，获得圆偏振光yxzdExEyθEO光轴方向14例5.715例5.816§5—8偏振态的实验检定1、平面偏振光的检定仅用一个检振器，可唯一确定平面偏振光光强变化有消光：平面偏振光无消光（待定）部分偏振光椭圆偏振光光强不变（待定）自然光圆偏振光2、自然光和圆偏振光的检定旋转偏振片旋转偏振片¼波片自然光圆偏振光被检光自然光线偏振光光强变化且消光圆偏振光光强不变为自然光用¼波片和检振器，可区分自然光和圆偏振光173、部分偏振光和椭圆（正椭圆）偏振光的检定旋转偏振片¼波片椭圆偏振光线偏振光光强变化且消光椭圆偏振光光强变化无消光

7、部分偏振光部分偏振光部分偏振光18光强变化线偏振光表1偏振态的鉴别步骤1操作把检偏振器迎着被检验光旋转一周判断两明两零不变转步骤2两明两暗转步骤2步骤2在检偏器前插入/4片,再旋转检偏器在检偏器前插入/4片,并使光轴对着暗方位,再旋转检偏器判断两明两零不变两明两暗圆偏振光自然光两明两零椭圆偏光光强变化两明两暗且暗方位与未插/4波片时同两明两暗但暗方位与未插/4时不同自然光+线偏光自然光+椭圆偏光自然光+圆偏光操作19线偏振光椭圆偏振光其它方位椭圆偏振光线偏振光光轴方向与椭圆长、短轴取向相同椭圆偏振光任何方位圆偏振光正椭圆偏振光其它方位线偏振光圆偏振光光轴与

8、入射光振动