圆偏振光、波片、克尔效应、电光效应和旋光现象.ppt

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1、圆偏振光波片克尔电光效应和旋光现象1一、椭圆偏振光和圆偏振光当两个同频率、有固定位相差、相互垂直的振动同时作用于一点时，则该点的合成轨迹呈椭圆状。在光学中，各向异性晶体内所产生的O光和e光是同频率且振动方向相互垂直的两偏振光，假如能使它们之间存在一个固定的位相差，则这样的O光和e光在其相遇点的合成光矢量的末端的轨迹，一般来说，呈椭圆形，这种合成光称为椭圆偏振光。椭圆偏振光和圆偏振光都是完全偏振光，均可等效为两个具有恒定相位差、相同振动频率、振动方向相互垂直的线偏振光。当合成光矢量的末端的轨迹呈圆形时，该合成光称为圆偏振光。2自然光在晶体内所生成的O

2、光和e光，虽然是同频率的和振动方向互相垂直，但是它们之间无固定的位相差，因而在光线进行方向上的任一点的O光和e光的位相差均随时间作无规则的改变，这样的光不是椭圆偏振光或圆偏振光。对同一晶体，当入射光是一平面偏振光时，晶体内的O光和e光是由同一光矢量分解出来的，因而在光线进行方向的任一点上，O光和e光有固定的位相差，这样的光就是椭圆偏振光。将平面偏振光垂直地射在光轴平行于折射表面（即晶体表面）的各向异性的晶体板上，即可获得椭圆偏振光或圆偏振光。•e•O光轴d3M是起偏器，经它可从自然光中获得垂直射向波片C的线偏光。波片C光轴平行于晶体表面，透振方向与

3、光轴方向之间的夹角垂直射入波片的线偏光，分解成的O光其振动方向垂直于入射面，垂直光轴；分解成的e光振动方向平行于入射面，平行于光轴。入射波片的线偏光的振幅••4经过波片后，O光和e光的相位差：波片厚度d决定O光、e光恒定相位差的大小。因此，可用波片来产生椭圆偏振光、圆偏振光或改变入射的偏振态。讨论：自板出来的两光所合成的光为平面偏振光，并且振动方向与原入射光相同。1）当时这相当于无相位延迟，即波长片不改变入射线偏振光的状态。OC5自板出来的两光所合成的光仍为平面偏振光，不过振动方向相对于原入射光的振动方向转了2。（角为入射光的振动面与光在

4、晶体内的主截面的夹角）当时出射光的振动面与原入射光的振动面成/2角。当时我们把能使O光和e光产生位相差为或其奇数倍的晶体薄板，叫做二分之一波片。简写成/2片。2)当时自板出来的两光所合成的光仍为椭圆偏振光。所合成的椭圆偏振光，它的长轴和短轴分别同O光和e光的振动方向重合，椭圆偏振光的长轴和短轴的取向决定于入射光的振动面与光轴的夹角。6我们把能使O光和e光产生位相差为/2或其奇数倍的晶体薄板，叫做四分之一波片。简写成/4片。长轴和短轴相等，得到圆偏振光。当时，3)当为2k，2（k+1），（2k+1）/2以外的其它任意值时，则由O光和

5、e光所合成的光均为椭圆偏振光，不过椭圆的长、短轴不在平行于或垂直于光轴的方向上。7线偏光垂直通过波片后的偏振态d出射光的偏振态波长片任意与入射光偏振态相同任意00或900与入射光偏振态相同1/2波片出射线偏光振动方向与入射光振动方向对于光轴对称，两者间夹角21/4波片450圆偏振光00或900线偏光900450长短轴之比为tan或Ctan的正椭圆偏光非波片00450非半波片900=450非波片非半波片非1/4波片椭圆偏振光椭圆偏振光8•偏振态的检验•自然光通过1/4波片后，仍然是自然光。••电振动方向和1/4波片光轴

6、垂直的线偏光，出射的偏振态不变。••椭圆偏光通过光轴与其短轴方位一致的1/4波片后，出射线偏光。OCOC9七种偏振态的检验把检偏器对着被检光旋转一周，若得到两明两零光强不变两明两暗线偏振光在光路中插入1/4波片，再旋转检偏器，若得在光路中插入1/4波片,并使光轴与检得的暗方位相重合,再旋转检偏器,若两明两零则为光强不变则为两明两暗则为圆偏光自然光自加然圆光偏光椭圆偏光自加然线光偏光自椭然圆光偏加光两明两零则为两明两暗但暗程度与前不同则为两明两暗但暗方位与未插入1/4波片时相同则为10用人工的方法使某些非晶体物质呈现双折射现象。1.光弹效应机械应力使

7、非晶体产生双折射现象。2.电光效应----克尔效应在电场作用下非晶体显现双折射现象。3.磁光效应----法拉第效应在磁场作用下非晶体显现双折射现象。二、人为双折射11•光弹现象••透明的各向同性介质在机械应力作用下，显示出光学上的各向异性，与OO’为光轴的双折射类似，这种现象叫做光弹效应。实验表明，在一定胁强强范围内：S为材料E受力的面积。为胁强光学系数现已成为光测弹性学基础。12•克尔效应某些各向同性的透明介质（如非晶体和液体），在外电场的作用下，显示出双折射现象，称为克尔效应。当外电场撤消时，这种性质立即消失，因此，也称为电致双折射现象。光轴沿

8、电场强度的方向••+-cc'两光通过厚度为的液体时，光程差为：13若入射光的线偏振方向与外电场方向成450角，且M与N偏振