第五章光的偏振教学教材.ppt

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1、第五章光的偏振右旋圆偏振光右旋椭圆偏振光yyxz传播方向/2x某时刻右旋圆偏振光E随z的变化E0四.圆偏振光,椭圆偏振光五.偏振度Ip—部分偏振光中包含的完全偏振光的强度It—部分偏振光的总强度In—部分偏振光中包含的自然光的强度完全偏振光(线、圆、椭圆)P=1自然光(非偏振光)P=0部分偏振光0

2、IP偏振化方向(透振方向)二.马吕斯定律I0IPPE0E=E0cos偏振片的起偏马吕斯定律（1809）——消光···三.检偏用偏振器件分析、检验光的偏振态I?P待检光思考：I不变？是什么光I变，有消光？是什么光I变，无消光？是什么光§5.3反射和折射光的偏振一.反射和折射时光的偏振i=i0时，反射光只有S分量i0—布儒斯特角或起偏角i0+r0=90O由有—布儒斯特定律(1812年)·······n1n2iir·自然光反射和折射后产生部分偏振光·····n1n2i0i0r0线偏振光··S起偏振角···若n1=1.00(空气)，n2=1.

3、50(玻璃)，则：二.玻璃片堆起偏和检偏1.起偏当i=i0时自然光从空气→玻璃············i0(接近线偏振光)··················2.检偏...玻璃片堆§5.4光在晶体中的传播,双折射···方解石oe一.双折射的概念1.双折射n1n2irore(各向异性媒质)自然光o光e光2.寻常光和非寻常光o光:遵从折射定律e光:一般不遵从折射定律e光折射线也不一定在入射面内。···3.晶体的光轴当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。例如，方解石晶体(冰洲石)AB光轴102°光轴是一特殊的方向,凡平行于此方

4、向的直线均为光轴。单轴晶体：只有一个光轴的晶体双轴晶体：有两个光轴的晶体4.主平面和主截面主平面：晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面。e光光轴e光的主平面o光光轴o光的主平面····主截面：晶体表面的法线与晶体光轴构成的平面。二.晶体的主折射率，正晶体、负晶体光矢量振动方向与晶体光轴的夹角不同,光的传播速度也不同。························vot光轴光轴vetvoto光:e光:n0，ne称为晶体的主折射率正晶体:ne>no负晶体:neve)负晶体(vo<

5、ve)子波源(e<o)(e>o)三.单轴晶体中光传播的惠更斯作图法(e>o)1.光轴平行晶体表面，自然光垂直入射····eoeo光轴晶体····o,e在方向上虽没分开，但速度上是分开的。2.光轴平行晶体表面，且垂直入射面，自然光斜入射····晶体光轴ir0reo········oΔteΔteoecΔt3.光轴与晶体表面斜交，自然光垂直入射······oe晶体光轴····e方解石光轴······oeo此时e光的波面不再与其波射线垂直了§5晶体光学器件一.晶体起偏器件1.晶体的二向色性、晶体偏振器某些晶体对o光和e光的吸收有很大差异

6、，这叫晶体的二向色性电气石····光轴e光电气石光轴可产生线偏振光2.偏振棱镜偏光镜:格兰─汤姆孙棱镜偏光分束镜:沃拉斯顿棱镜············光轴光轴方解石方解石加拿大树胶(n=1.55)oe吸收涂层i光轴的取向使o光、e光对应的恰是no、ne。no(1.6584)＞n(1.55)＞ne(1.4864)·12方解石方解石·······oe光轴光轴·方解石n0＞ne二.晶体相移器件，圆和椭圆偏振光的起偏1.晶片─相位延迟片晶片是光轴平行表面的晶体薄片。ydxAAoAe线偏振光光轴λ通过厚为d的晶片，o、e光产生相位差：AAoAe光轴P振

7、幅关系从晶片出射的是两束传播方相同、振动方向相互垂直、频率相等、相位差的线偏振光，它们合成为一束椭圆偏振光。时为圆偏振光2.波（晶）片(1)四分之一波片——线偏振光→圆偏振光——线偏振光→线偏振光从线偏振光获得椭圆或圆偏振光（或相反）——线偏振光→椭圆偏振光(2)二分之一波片使线偏振光振动面转过2角度A0入A0出A入A出Ae入=Ae出入光轴(3)全波片三.椭圆与圆偏振光的检偏用四分之一波片和偏振片P可区分出自然光和圆偏振光或部分偏振光和椭圆偏振光四分之一波片圆偏振光自然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

8、方向为轴四分之一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