偏振片和波片.
偏振光仪的原理和应用
偏振光仪的原理和应用1. 原理偏振光仪是一种用来测量光的偏振状态的仪器。
光的偏振状态描述了光波中电场矢量振动方向的性质。
偏振光仪通过测量光的基本参数，如偏振角、相对光强或光传输方向，来确定光的偏振状态。
偏振光仪的基本原理是利用光的干涉或旋转效应来分析光的偏振特性。
下面介绍几种常见的偏振光仪及其原理：1.1 偏光片偏光片是最简单、最常见的偏振光仪之一。
偏光片可以使特定方向的光通过，而将其他方向的光吸收或减弱。
它的工作原理是利用偏振膜的特殊结构，将特定方向的光分离出来。
1.2 波片波片是一种通过改变光的相位来调节光的偏振状态的偏振光仪。
波片通常由透明光学材料制成，具有不同的光程差。
当一束线偏振光通过波片时，光的相位会发生变化，从而改变光的偏振状态。
1.3 旋光仪旋光仪是一种通过测量光的旋转角度来确定光的偏振状态的偏振光仪。
旋光是指光在通过某些材料时产生的角度旋转现象。
旋光仪利用旋光现象来测量光的偏振状态。
2. 应用偏振光仪在各个领域中都有广泛的应用。
下面列举几个常见的应用：2.1 光学显微镜偏振光显微镜是一种利用偏振光原理观察材料细结构和性质的显微镜。
通过在光源处添加偏振片和波片，可以改变光的偏振状态，并观察材料在不同偏振状态下的显微图像，从而了解材料的光学性质、结构和组织。
2.2 偏振光传感器偏振光传感器是一种用于测量光的偏振状态和偏振参数的传感器。
它可以将光的偏振信息转化为电信号，通过测量电信号的强度、频率或相位来确定光的偏振状态。
偏振光传感器在光通讯、光谱分析和光学成像等领域中具有重要应用。
2.3 光学液晶显示器光学液晶显示器是利用液晶材料对光的偏振状态进行调节，实现图像显示的一种显示技术。
通过在液晶面板上添加偏振片和波片，可以控制光的偏振状态和相位，从而实现图像的显示和调节。
2.4 偏振滤波器偏振滤波器是一种通过选择特定偏振态的光进行滤波的装置。
它可以选择性地透过或阻止特定方向的偏振光，从而实现光的分解、合成和调制。
偏振片和波片
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波片
2）按延迟分类 1/4波片：凡能使o光和 e光产生λ／4附加光程差的波 片称为四分之一波片。若以线偏振光入射到四分之 一波片，且α ＝45°，则穿出波片的光为圆偏振光； 反之，圆偏振光通过四分之一波片后变为线偏振光。
分类及介绍： 1）按结构分类 真零级波片：光程差(n0－ ne)d=λ /4 或λ /2 延迟量的波长敏感度低，温度稳定性高，接受有效 角度大，性能大大优于其他两种波片。但真零级波 片往往非常的薄，以石英为例，其在可见光部分双 折射系数约为~0.0092（ n0 =1.535, ne=1.5438）。 一个550nm为中心波长的真零级四分之一石英波片 其厚度只有15um。如此薄的波片在制造和使用上 都会遇到不少困难。
T
4 4 2 2
Ф0
8.9 20.3 22 45 无 无 有 有 100:01 100:01 100:01 100:01
材料是在聚乙烯醇（PVA）系树脂构成的偏振片的表面层叠由透明树脂构成的保护薄膜来制作
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波片
零级波片
型号 λ /4 波片 GCL-060401 GCL-060402 GCL-060403 GCL-060404 GCL-060405 GCL-060406 材料: 石英晶体 直径: 25.4—0.15 厚度: 2.0±0.1 光程差: λ/300 不镀膜 型号 λ /2 波片 GCL-060411 GCL-060412 GCL-060413 GCL-060414 GCL-060415 GCL-060416 532 633 485 473 663 514.5 波长 (nm)
光偏振实验的实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对偏振光的理解。
2. 掌握偏振片和波片的工作原理。
3. 验证马吕斯定律，了解偏振光在不同角度下的光强变化。
4. 学习使用偏振光相关仪器，如偏振片、波片和分光计等。
二、实验原理光是一种电磁波，具有横波性质。
在光的传播过程中，光矢量的振动方向可以发生改变，形成偏振光。
偏振光是指光矢量的振动方向在某一特定平面内振动的光。
本实验中，我们使用偏振片和波片来观察和验证偏振光的相关现象。
偏振片可以使自然光变为线偏振光，而波片可以改变光的偏振态。
根据马吕斯定律，当线偏振光通过偏振片或波片时，其光强与偏振片或波片的透振方向与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角有关。
三、实验仪器与用具1. 偏振片2. 波片3. 分光计4. 激光器5. 光屏6. 透明玻璃板7. 导线8. 电线夹四、实验步骤1. 将激光器发出的光通过偏振片，使光成为线偏振光。
2. 将线偏振光照射到透明玻璃板上，观察光屏上的光斑。
3. 将透明玻璃板旋转，观察光屏上的光斑变化，验证光的偏振现象。
4. 在光屏上放置一个波片，调整波片的透振方向，观察光屏上的光斑变化。
5. 使用分光计测量偏振片和波片的透振方向，记录数据。
6. 根据马吕斯定律，计算不同角度下的光强，并与实验结果进行比较。
五、实验结果与分析1. 当透明玻璃板旋转时，光屏上的光斑会发生明暗交替变化，验证了光的偏振现象。
2. 当波片的透振方向与偏振片的透振方向平行时，光屏上的光斑最亮；当两者垂直时，光屏上的光斑最暗。
这符合马吕斯定律。
3. 通过分光计测量偏振片和波片的透振方向，计算不同角度下的光强，并与理论值进行比较，结果基本吻合。
六、实验结论1. 光具有偏振现象，偏振光的光矢量振动方向在某一特定平面内振动。
2. 偏振片和波片可以改变光的偏振态。
3. 马吕斯定律适用于偏振光的传播和检测。
七、实验讨论1. 本实验中，我们使用了激光器作为光源，激光器发出的光具有高度的单色性和相干性，有利于观察光的偏振现象。
光偏振与波片
e光
o光
e光
·
·
晶体中光的传播方向与晶体光轴构 成的平面。
o 光 的 主 平 面 e 光 的 主 平 面
·
（c） o、e光光学器件 如果能够将 o 光和 e 光分开，就能获得偏振光。由此人们 制造出了尼科耳棱镜（Nicol prism）。 方解石晶体中的光轴方向与晶面成450。过光 轴与晶面垂直的平面为方解石晶体的主截面 制作尼科耳棱镜的步骤： ① 取长度为宽度三倍的优质方解石，对两端晶 面进行打磨。 ② 再过两顶点（这两顶点相邻的顶角均为钝角） 作切割（切割面垂直于主截面） ③ 用加拿大树胶将切割面重新粘合起来 ④ 用内壁涂黑的金属筒（上下底为开口）封装。
1.50 ib = arctan = 56o18′ 1.00 1.00 ib = arctan = 33o 42′ 1.50
利用玻璃片堆可使反射光和透 射光成为线偏振光
ib
i
b
ib
ib
入射自然光 I 0
•
•
•
ib
• • •
• • • • • • • • • • • • •
γ
玻璃片堆
I ′ 线偏振光
i
γo
γe
o光 e光
n2
• o光折射率不随方向变化,e光折射率随方向变化。 • o光晶体内沿各方向传播速度相同，e光则随折射方向而变化。
• 光轴方向
光在晶体内某个特殊方向传播时，无双折 射现象。（该方向称为晶体的光轴。） 其它方向，对某些晶体， v > v (正晶 o e 体,石英),对另一些晶体 vo < ve (负晶 体,方解石).
表示方法 表示方法
• • • • ••
平行纸面的光振动较强
波片和偏振片对外差干涉仪非线性的影响
波片和偏振片对外差干涉仪非线性的影响任晓;侯文玫【摘要】为了减小外差干涉仪的非线性误差,必须明确波片和偏振片对非线性误差的影响机理.通过理论分析和试验发现,波片和偏振片位于偏振分光镜之前和之后对非线性的影响是不同的.如果把有误差的波片和偏振片放置在偏振分光镜前面,其误差将100％地引入非线性.如果将相同的这些光学元件安装在干涉仪里面,有可能影响非线性,但通常在高阶误差范围内.%To reduce the nonlinearity error of heterodyne interferometer, the influence mechanics of wave plate and polarizer upon nonlinearity error must be determined. Theoretical and experimental analysis showed that different influence on non-linearity exits when wave plate and polarizer were placed in the front of or behind the polarized beam splitter. If the error wave plate and polarizer were placed in front of the polarization beam splitter,non-linearity was introduced definitely due to error. If the same optical components are installed inside the interferometer,it is possible to affect the nonlinearity, but usually with a factor in an order of about 10 -2.【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2011(032)006【总页数】5页(P490-494)【关键词】计量学;外差干涉仪;偏振分光镜;波片;偏振片;非线性【作者】任晓;侯文玫【作者单位】上海大学机电工程与自动化学院,上海200072;苏州大学,江苏苏州215006;上海理工大学光电学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TB9211 引言外差干涉仪在精密机械制造以及各种超精密测量中广泛应用。
光的偏振实验方法总结
光的偏振实验方法总结光的偏振是指光波在传播过程中的振动方向。
而光的偏振实验方法是一种用来研究光的偏振性质的实验手段。
本文将对常见的光的偏振实验方法进行总结和介绍。
I. 光的偏振现象简介在探讨光的偏振实验方法之前，我们首先需要了解光的偏振现象。
光的偏振可以分为线偏振、圆偏振和非偏振光。
线偏振光是指光波振动方向只存在于一个平面内，而圆偏振光则是指振动方向按照圆周轨迹运动。
非偏振光则是指振动方向在各个方向上都有。
II. 光的偏振实验方法1. 波片法波片法是一种常见且重要的光的偏振实验方法。
其原理基于光的偏振现象，通过使用不同的波片，可以改变光波的偏振状态。
常见的波片有半波片和四分之一波片。
在实验中，我们可以通过旋转波片来改变光波的振动方向，从而实现光的偏振状态的调节和观察。
2. 偏振片法偏振片法是另一种常用的光的偏振实验方法。
它利用了具有特定光学性质的偏振片，可以选择性地透过或吸收特定方向上的光振动。
实验中，可以通过叠加两个偏振片，并调节它们之间的夹角，来观察光的偏振状态的变化。
3. 布儒斯特角测量法布儒斯特角测量法是一种利用光的偏振现象进行测量的方法。
根据布儒斯特定律，当入射光的折射角等于特定角度时，反射光变为全反射。
通过测量布儒斯特角，可以得到光的折射率以及光的偏振性质。
4. 双折射法双折射法是一种利用物质的双折射性质研究光的偏振现象的实验方法。
当光波通过具有双折射性质的物质时，会分离成两个不同方向振动的光波。
通过观察双折射晶体中不同方向光振动的现象，可以推测光的偏振状态。
5. 泽尼克斯板法泽尼克斯板是一种特殊的偏振装置，通过它可以产生特定的偏振状态。
在泽尼克斯板实验中，通过选择不同的泽尼克斯板以及旋转它们的方向，可以观察到光的偏振状态的变化。
III. 光的偏振实验的应用光的偏振实验方法在科学研究和实际应用中具有广泛的应用价值。
以下为一些常见应用领域：1. 光学仪器：光的偏振实验方法可以帮助设计和制造光学仪器，如偏振镜、偏振滤波器等。
光的偏振和解析
光的偏振和解析光的偏振是指光波在传播过程中，电场矢量的几何方向相对于传播方向而发生的变化。
而光的解析则是分析和描述光波偏振状态的过程。
一、光的偏振光波是一种电磁波，由电场和磁场构成。
当光波沿着一个特定的方向传播时，电场矢量的方向在垂直于传播方向的平面内发生变化，这种现象被称为偏振现象。
光的偏振有两种基本类型：线偏振和圆偏振。
1. 线偏振（Linear Polarization）线偏振是指电场矢量沿着特定方向振动的光波。
根据电场矢量的方向，线偏振可以分为水平偏振和垂直偏振两种。
水平偏振表示电场矢量沿水平方向振动，而垂直偏振则表示电场矢量沿垂直方向振动。
2. 圆偏振（Circular Polarization）圆偏振是指电场矢量在沿传播方向旋转的光波。
根据电场矢量的旋转方向，圆偏振可以分为顺时针旋转的右旋偏振和逆时针旋转的左旋偏振两种。
二、光的解析光的解析是通过对光波的偏振状态进行观察和分析，以了解光的偏振特性。
1. 偏振片（Polarizer）偏振片是一种能够选择性地通过特定方向偏振光的光学器件。
当线偏振光通过偏振片时，只有与偏振片的方向一致的光能够通过，与偏振片垂直的光则被阻挡。
2. 波片（Waveplate）波片是一种具有特殊光学性质的光学器件，它可以改变光波的偏振状态。
常见的波片包括半波片和四分之一波片。
半波片能够将线偏振光转化为相互垂直的线偏振光，而四分之一波片则可以将线偏振光转化为圆偏振光。
3. 偏振态的分析（Polarization Analysis）通过利用偏振片、波片和其他光学器件，可以对光波的偏振进行进一步的分析和测量。
例如，通过旋转偏振片，可以确定光波的偏振方向；通过使用偏振分束器，可以将不同偏振状态的光波分离出来。
三、应用领域光的偏振和解析在许多领域中都有着广泛的应用。
1. 光学通信光的偏振是光纤通信中的关键因素之一。
通过控制光波的偏振状态，可以提高光信号的传输效率和质量。
2. 显微镜和光学显微镜光的偏振和解析在显微镜和光学显微镜中扮演着重要角色。
大学光的偏振实验报告
大学光的偏振实验报告
实验名称：大学光的偏振实验报告
实验目的：通过本次实验掌握光的偏振和偏振光的特性。
实验器材：光路板、偏振片、波片、线偏振光源、测量仪器等。
实验原理：
光的偏振：指在振动方向固定的光波中，只有某一方向的光波
通过出射的现象。
根据偏振轴的不同，光分为线偏振光、圆偏振
光和椭圆偏振光等三种状态。
偏振片：是使光只沿特定偏振轴传播的过滤器，它的作用是能
够减弱或消除非特定偏振方向的光，并使光偏振。
波片：是指在不同介质之间传播时的光波小振幅旋转一个或者
一些特定的角度，将偏振椭圆的主轴转动一定角度，改变波的光
学特性。
实验步骤：
1. 点亮线偏振光源，使光直线偏振，并调整偏振片角度，使通过偏振片的光亮度最小。
2. 在这个基础上再旋转样品台，记录在每个角度下检测器的输出值。
3. 将波片插入样品台，使波片快轴与样品台轴向垂直，旋转波片平台记录输出强度和旋转角度。
实验结果：
通过实验数据，我们可以得出样品中水平方向光的偏振角度为35°，竖直方向光的偏振角度为55°，因此可以得到样品的偏振方向为35°和125°。
结论：
本次实验通过光的偏振和偏振光的特性，对光的偏振进行了深入的探究。
实验结果表明，可以有效地利用偏振片和波片对光的偏振进行控制和调整，从而达到所需的偏振效果。
光的偏振物理实验报告
一、实验目的1. 观察和验证光的偏振现象。
2. 理解偏振光的产生原理和特性。
3. 掌握偏振片、波片等光学元件在偏振光产生与检验中的应用。
4. 验证马吕斯定律，理解偏振光强度的变化规律。
二、实验原理光是一种电磁波，具有横波特性。
在自然光中，光波的振动方向是随机分布的。
当自然光经过某些光学元件后，其振动方向会变得有规律，这种现象称为光的偏振。
偏振光的产生通常需要以下光学元件：1. 起偏器（偏振片）：将自然光变为线偏振光。
2. 波片（1/4波片、1/2波片）：改变光的偏振状态，产生椭圆偏振光或圆偏振光。
马吕斯定律指出，当线偏振光通过一个与其偏振方向成θ角的偏振片时，透射光的强度I与入射光的强度I0之间的关系为：\[ I = I_0 \cos^2\theta \]三、实验仪器与用具1. 自然光源（如激光器）2. 偏振片（起偏器）3. 波片（1/4波片、1/2波片）4. 检偏器（另一个偏振片）5. 光具座6. 光屏7. 秒表（用于测量时间）8. 记录本和笔四、实验步骤1. 自然光与偏振光的产生：- 将激光器发出的光束照射到偏振片上，观察光屏上的光斑。
- 旋转偏振片，观察光斑的变化。
当偏振片的透振方向与光屏上的光斑垂直时，光斑消失，说明光已变为线偏振光。
2. 马吕斯定律验证：- 将偏振片与检偏器放置在光具座上，使它们的透振方向互相垂直。
- 观察光屏上的光斑，记录光斑消失的位置。
- 将偏振片旋转，使透振方向与检偏器的透振方向成θ角，记录光斑再次消失的位置。
- 改变θ角，重复上述步骤，记录光斑消失的位置。
- 利用马吕斯定律，计算每次实验中光斑消失时的透射光强度。
3. 波片的性质及利用：- 将1/4波片放置在偏振片与检偏器之间，观察光屏上的光斑。
- 旋转1/4波片，观察光斑的变化。
当1/4波片的光轴与偏振片的透振方向垂直时，光斑消失，说明1/4波片的光轴方向与偏振片的透振方向成45°角。
- 改变1/4波片的光轴方向，观察光斑的变化。
实验中测量光的偏振状态的方法与注意事项
实验中测量光的偏振状态的方法与注意事项光的偏振是光学中一个重要的概念，它描述了光波中电场矢量的振动方向。
在实验中测量光的偏振状态是光学研究中一个常见而关键的任务。
本文将介绍几种常用的测量光的偏振状态的方法，并探讨一些注意事项。
一、偏振片法偏振片法是最常用的测量光的偏振状态的方法之一。
偏振片可以通过选择性地透过一种或多种特定偏振方向的光来实现偏振滤波。
当光通过一个固定方向的偏振片时，只有与该方向偏振的光可以透过，其余方向的光则被吸收或反射。
通过逐步旋转偏振片，可以确定光的偏振状态。
然而，使用偏振片测量光的偏振状态也存在一些注意事项。
首先，偏振片的性能需要稳定和准确。
其次，由于偏振片对光的亮度有一定的损失，因此在测量低强度光时需注意提高光的强度以避免信噪比过低。
此外，偏振片的选择也应根据实验要求进行，以适应不同的波长和场景。
二、干涉法干涉法是一种利用光的干涉现象来测量光的偏振状态的方法。
在干涉仪中，通过将光分裂成两束，再使其重叠产生干涉，可以获得关于光的偏振状态的信息。
例如，将光分成两束，分别通过一面偏振片，再汇合成一束，利用干涉现象可以得到光的偏振状态。
干涉法具有高精度和高灵敏度的优点，适用于测量特定的偏振状态。
然而，由于干涉仪的构造较为复杂，对实验环境与仪器稳定性要求较高，因此在使用干涉法测量光的偏振状态时需注意实验条件和仪器校准。
同时，干涉法也对光源的波长和相干性有一定要求，需要选择合适的光源来保证实验结果的准确性。
三、偏振态分析法偏振态分析法是一种利用偏振态分析器具体测量光的偏振状态的方法。
偏振态分析器是一种具有可选择偏振方向的光学器件，可以通过测量光在不同偏振方向上的功率来确定光的偏振状态。
常见的偏振态分析器包括波片和偏振束分束器等。
偏振态分析法具有快速、便捷和高精度的特点，适用于测量光的偏振状态。
但同时应注意光源的波长和相干性，选择合适的偏振态分析器来进行分析。
此外，还需关注仪器的稳定性和校准，以确保测量结果的准确性。
偏振片和波片的原理
偏振片和波片的原理
偏振片原理：
偏振片是一种具有特定光学性质的光学元件，它可以通过滤波来选择偏振方向，只允许通过方向相应的偏振光，而将其他偏振方向的光反射或吸收。
偏振片的原理是利用了物质下有序排列的分子对光的振动方向的选择性吸收和透过的作用，当入射光线中的电场向量与偏振片分子的排列方向垂直时，光线会被吸收或反射；而当电场向量和分子排列方向平行时，则会透过。
波片原理：
波片是一种具有相位差效应的光学元件，它可以通过改变不同方向的线偏振光的相位差来产生旋转线偏振光或者将线偏振光转化为圆或椭圆偏振光的效果。
波片的原理是通过不同材料之间的差异，使光具有不同的相位差，从而产生相位调制的作用。
在偏振状态不变的情况下，具有不同相位差的波片对不同偏振方向的光具有不同的相位，影响波片通过光的性质。
同时，根据波片的不同工作方式，还可以实现将圆偏振光分解为两个正交线偏振光或将两个正交线偏振光合成为圆
偏振光的效果。
光的偏振分析光波的振动方向
光的偏振分析光波的振动方向光波是一种电磁波，它是由电场和磁场的振动所组成的。
而光的偏振则描述了光波中电场振动方向的特性。
在光的传播过程中，电场矢量会沿着垂直于光波传播方向的平面内振动，而偏振方向则是指这个平面上电场矢量的振动方向。
光的偏振分析是一种用于确定光波偏振方向的方法，下面将介绍几种常见的光的偏振分析方法。
1. 偏振片分析法偏振片是一种晶体材料，它具有选择性地吸收振动方向与其晶体结构相关的光波。
通过旋转偏振片并观察透射光的强度变化，可以确定原始光的偏振方向。
当偏振片与光波垂直时，透射光强度最小；而当偏振片与光波平行时，透射光强度最大。
通过旋转偏振片，可以得到光波的偏振方向在偏振片上的相对位置。
2. 波片分析法波片是一种光学元件，它能够改变光波的偏振状态。
常见的波片有四分之一波片和半波片。
四分之一波片能够将线偏振光转化为圆偏振光，而半波片能够将线偏振光转化为相位差180度的线偏振光。
通过将波片插入光路，然后观察透射光的强度和偏振状态的改变，可以推断光波的偏振方向。
3. 旋光仪分析法旋光仪是一种用于测量旋光性质的仪器，它可以确定光波中的旋光性质和偏振方向。
通过沿光路放置旋光仪，将光线通过样品后，观察旋光仪的示数变化，可以确定光波的旋光性质以及经过样品后的偏振方向。
4. 偏振显微镜分析法偏振显微镜是一种用于观察物质偏光现象的仪器。
利用偏振显微镜的拉普拉斯偏光装置，可以观察到物质在不同偏振方向下的光学性质和结构特征。
通过观察样品在不同偏振方向下的光强和颜色变化，可以得到关于样品偏振性质和结构的信息。
光的偏振分析方法能够帮助我们更好地理解光波的偏振特性和光学现象。
在科学研究、工程应用以及日常生活中，对光的偏振进行准确分析和控制具有重要的意义。
通过选择适当的偏振分析方法，并结合实际需求，我们可以在不同领域中更好地利用和应用光的偏振特性，推动相关技术和应用的发展和进步。
总结：光的偏振分析是一种用于确定光波偏振方向的方法。
波片和偏振片
波片和偏振片
波片和偏振片都是光学元件，它们在光学系统中有着不同的作用。
波片，又称为相位延迟片，是利用薄膜定向拉伸或双折射材料加工而成。
它能够使通过波片的两个互相正交的偏振分量产生相位偏移，从而调整光束的偏振状态。
在光学元器件中常见的波片由石英晶体制作而成，主要为四分之一波片和二分之一波片（半波片）。
偏振片则可以控制光源的强度。
通过将两个偏振片彼此叠置并使一个偏振片旋转，可以控制亮度。
此外，偏振片还有其他多种应用，如机舱窗户和望远镜滤镜等。
总的来说，波片和偏振片在光学系统中各有其特定的作用和功能。
光的偏振与波片的实验研究
光的偏振与波片的实验研究摘要本文介绍了光的偏振及其在波片实验中的应用。
实验部分分为两大部分：线偏振器的实验与波片的实验。
通过实验可以很好地理解光的偏振现象，提高实验技能和科学素养。
引言光是电磁波，光波的振动方向称为偏振。
材料中的光引起的电磁场和磁场振动方向在光传播方向上相同的光称为线偏振光。
而振动方向在光传播方向上方向各异的光称为偏振光。
本文将介绍光的偏振及其在波片实验中的应用。
一、线偏振器的实验材料：线偏振器，荧光灯，偏振片方法：在一端插上线偏振器，放在宽屏显示器前，调节线偏振器的角度，观察屏幕亮度的变化。
在灯管前方放置线偏振器，在线偏振器后方放置偏振片，逐渐旋转偏振片的角度，观察光的强弱的变化，并记录结果。
结果：在第一个实验中，当线偏振器的光学轴与光的振动方向成30度时，屏幕的亮度最亮。
当这个角度增大时，屏幕变暗，这表明从荧光灯出来的光是线偏振光，且线偏振光的振动方向与光学轴成30度时传播的亮度最大。
在第二个实验中，逐渐旋转偏振片，可以看到通过偏振片的光强度会变化，当偏振片的角度为0度或180度时，透镜中的光亮度最大，说明经过偏振片的光的振动方向与偏振片的传播方向相同，这种光也是线偏振光。
若偏振片旋转到90度，则透射的光为直线可见光或称为非偏振光。
二、波片的实验材料：半波片，四分之一波片，偏振分束器，激光器方法：将激光发射器设定在一定的距离，角度为0度。
在引入光的传输光路前面安装半波片。
在出射束光路前面安装四分之一波片。
观察后面的偏振分束器与屏幕的亮度和图案的变化，记录下来。
结果：在实验中，当光经过半波片时，它的振动方向转动了90度。
之后，当光经过四分之一波片时，它的振动方向转了45度。
通过将偏振分束器连接到四分之一波片的输出端，可以看到偏振分束器上有两个圆形亮点。
这两个亮点代表波片的主轴方向和波片输出的线偏振光。
最后，将输出光传递到屏幕上时，在屏幕上可以看到明显的干涉现象，表明波片结构的使用可以在实验中产生非常有趣的干涉效应，这样的干涉效应是没有波片的情况下不可能出现的。
偏振片和波片
型号
框架尺寸
通光孔径 保护窗口 消光比
F
T
Ф0
GCL050001
12.7
4
无
8.9
100:01
GCL050002
25.4
4
无
20.3
100:01
GCL050003
25.4
2
22
有 100:01
GCL050004
50
2
45
有 100:01
材料是在聚乙烯醇（PVA）系树脂构成的偏振片的表面层叠由透明树脂构成的保护薄膜来制作
材料: 石英晶体 直径: 25.4—0.15 厚度: 2.0±0.1 光程差: λ/300 不镀膜
型号 λ/2 波片 GCL-060411 GCL-060412 GCL-060413 GCL-060414 GCL-060415 GCL-060416
波长 (nm) 532 633 485 473 663 514.5
按染色方法分类： 1）碘系偏振片： 容易获得高透过率、高偏 振度的光学特性，但耐高温高湿的能力较差。 2）染料系偏振片： 不容易获得高透过率、高偏振度 的光学特性，但耐高温高湿的能力较好
偏振片
偏振片生产 1）按PVA膜的延伸工艺：干法，湿法 干法：在具有一定温度和湿度条件的蒸汽环境
下进行延伸的工艺方法
湿法：PVA膜是在一定配比的液体中进行染 色、拉伸的工艺方法
注：PVA膜即水溶膜，化学物质是聚乙烯醇，将聚乙酸乙烯酯进行皂化所得的无色粉末。 可溶于水的热可塑性树脂。是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，性能介于塑料 和橡胶之间，它的用途可分为纤维和非纤维两大用途。 由于PVA具有独特的强力粘接性、 皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特 殊处理具有的耐水性，因此除了作纤维原料外，还被大量用于生产涂料、粘合剂、纸品 加工剂、乳化剂、分散剂、薄膜等产品，应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材 加工、造纸、印刷、农业、钢铁、高分子化工等行业。
光的偏振与波片PPT课件
i n1
n2
o
e
o光 e光
说明
• o光折射率不随方向变化,e光折射率随方向变化。 • o光晶体内沿各方向传播速度相同，e光则随折射方向而变化。
第22页，共36页。
• 主平面
晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的 平面。
光轴与o光构成的平面叫o光主平面。
Imax 5Imin
入射光中自然光与线偏振光的光强之比为1/2
第14页，共36页。
例 有两个偏振片，一个用作起偏器，一个用作检偏器。当它们
的偏振化方向之间的夹角为30o时，一束单色自然光穿过它们，
出射光强为I1；当它们的偏振化方向之间的夹角为60o时，
另一束单色自然光穿过它们，出射光强为I2 ，且 I1 = I2 ，求两
麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组平面电磁波光矢量振动形式平面电磁波光矢量振动形式物质方程物质方程物质方程物质方程在垂直垂直于光传播方向的平面内沿各方向振动的光矢量呈对称对称分布任何取向的一个光矢量都可分解为两个相互垂直方向上分解为两个相互垂直方向上的分量的分量自然光可分解为两个任意两个任意垂直方向上的振幅相等垂直方向上的振幅相等的独立分振动的独立分振动表示方法表示方法一线偏振光光矢量只沿某一固定方向振动的光为线偏振光表示方法表示方法线偏振光也可以用传播方向相同相位相同或相差振动相互垂直的两列光波的叠加描述光振动平行纸面光振动垂直纸面二部分偏振光部分偏振光在垂直于光传播方向的平面内沿各方向振动的光矢量都有但振幅不对称在某一方向振动较强而与它垂直的方向上振动较弱部分偏振光的光矢量可分解为两个振幅不等振动相互垂直的独立分振动表示方法表示方法定义定义
光偏振片和波片的综合设计实验
光偏振片和波片的综合设计实验毛红敏;秦长发;王晓丹;王军【摘要】为加深学生对光偏振态的理解,提出了利用偏振分光镜、二分之一波片和偏振片等光学偏振元件,进行综合实验的设计方案.利用偏振分光镜,分离出p光和s 光;旋转二分之一波片或偏振片,入射光的振动方向发生变化,p光和s光光强随之改变.此实验能加深学生对光偏振知识的理解,提高学生运用光学原理和光学器件解决实际问题的能力.【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷),期】2019(032)001【总页数】3页(P84-86)【关键词】偏振分光镜;二分之一波片,偏振片【作者】毛红敏;秦长发;王晓丹;王军【作者单位】苏州科技大学,江苏苏州 215009;苏州科技大学,江苏苏州 215009;苏州科技大学,江苏苏州 215009;苏州科技大学,江苏苏州 215009【正文语种】中文【中图分类】G642.2为适应国家对高等教育新提出的培养具有创新能力，善于将理论成果转化为现实生产力的高素质人才[1]，需要增加综合设计实验的数量，以培养学生输出知识解决问题的能力。
光的偏振是光学中的重要内容，教学中发现，由于光的振动方向无法用眼睛分辨，学生对光的振动方向缺乏感性认识，对光的振动方向没有足够的重视。
利用氦氖激光器、偏振分光棱镜(PBS)、二分之一波片、偏振片和光功率计等光学元件，提出一套利用波片或偏振片改变光的偏振方向的综合设计实验，加深学生对光偏振态的理解，从而加深学生对p光和s光的理解，提高学生对偏振光学内容的综合应用能力。
1 实验原理1.1 光学器件基本原理(1)PBS光学原理PBS由一对高精度直角棱镜胶合而成，其中一块棱镜的斜面上镀有多层介质分光膜。
当一束自然光垂直于入射面入射时，如图1所示，分成两束偏振光，从相互垂直的两相邻表面射出，偏振态相互垂直，透射光为p光，反射光为s光。
当一束线偏振光入射时，两出射光分束比受入射光偏振方向影响。
图1 PBS光路原理图图2 二分之一波片光路原理图(2)二分之一波片光学原理一定厚度的双折射晶体，当垂直入射的光透过时，寻常光(o光)和非常光(e光)之间的相位差等于π或其奇数倍，这样的晶片称为二分之一波片 [4]。
MD投影机中的光学元器件_一_偏振片与波片
1 偏振片
自然光是非偏振光，它包括各个方向振动的光 线。自然光通过偏振片，可获得偏振光，这是获得偏 振光最简便的方法之一。偏振片有一个透过轴和一 个吸收轴，二者互相垂直。偏振片只允许振动方向与 透过轴一致的光线通过，其它振动方向的光线被吸 收，通过的光线称为线偏振光。
偏振片由二向色性材料制成，天然晶体中的电 气石就具有强烈的二向色性。人造材料也可以制作
最后指出，如果是自然光射入 1/2 波片，则出射
8 现代显示 Advanced Display
图 3 1/2 波片工作原理
Dec.2009，总第 107 期
韩景福：MD 投影机中的光学元器件 (一)—— —偏振片与波片
光仍为自然光，不起旋光作用。一定是偏振光射入 1/2 波片，才能起到改变偏振态的作用。线偏振光入 射时，出射光仍为线偏振光，振动方向旋转 2θ 角； 而圆偏振光入射时，出射光仍为圆偏振光，只是旋向 与原来相反（左旋变为右旋，或右旋变为左旋）。
表 1 偏振光的性能参数举例
PLN-18432S
项目
偏光率
光
单体
学 透过率
特 性
平行 直交
紫外线防护特性（380nm）
原片
厚度
粘着剂 反射板
粘
反射板侧粘着剂
着 保护力
发泡
单位 % % μm
g/25mm
规格值 97 以上 43±1.5 36±1.5 2%以 下 1%以 下 180±20
即投影镜头第一表面反射回来的有害光线被此组合器件所阻拦起光绝缘的作用从而提高投影图像的质量由此这个器件被称为光绝缘器擎设计制订照相机械标准制订lcdlcosdlp光引擎标准等历任北京市照相机总厂总工程师轻工业部全国照相机设计组组长全国照相机械技术标准化委员会委员全国缩微机械技术标准化委员会委员中国视听学会常务理事中国电子视像行业协会大屏幕投影显示设备专业委员会专家组及
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偏振片
应用实例
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偏振片
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偏振片-大恒产品
外形尺寸公差: +0.0/-0.15 入射光为平行偏振光时的单个偏振片透射率 (λ=633nm) > 50% 视场角 > ±45°
通光孔径 框架尺寸 型号
保护窗口
消光比
F
GCL050001 GCL050002 GCL050003 GCL050004 12.7 25.4 25.4 50
偏振片
偏振片生产 1）按PVA膜的延伸工艺：干法，湿法 干法：在具有一定温度和湿度条件的蒸汽环境 下进行延伸的工艺方法 湿法：PVA膜是在一定配比的液体中进行染 色、拉伸的工艺方法
注：PVA膜即水溶膜，化学物质是聚乙烯醇，将聚乙酸乙烯酯进行皂化所得的无色粉末。 可溶于水的热可塑性树脂。是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，性能介于塑料 和橡胶之间，它的用途可分为纤维和非纤维两大用途。 由于PVA具有独特的强力粘接性、 皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特 殊处理具有的耐水性，因此除了作纤维原料外，还被大量用于生产涂料、粘合剂、纸品 加工剂、乳化剂、分散剂、薄膜等产品，应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材 加工、造纸、印刷、农业、钢铁、高分子化工等行业。 © 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
圆偏振光：光的电矢量末端在垂直于 传播方向的平面上描绘的轨迹为一圆的偏振光
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基础知识回忆
椭圆偏振光 部分偏振光：电矢量在某一方向最强，
在其他方向较弱的偏振光称为部分偏振光。
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偏振片
2）以PVA膜色方法划分：碘染色，染料染色 碘染色法：指在偏光片染色、拉伸过程中，使用碘和 碘化钾作为二向性介质使PVA膜产生极性化偏光特 性 染料染色：利用二向性染料进行偏光片染色工艺
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偏振片
偏振片特性
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偏振片
马吕斯定律： 强度为I0的偏振光，通过检偏器后，透射光的强度（在不考 虑吸收的情况下）为： I=I0cos2α 其中α为检偏器的偏振化方向与入射偏振光的偏振化方向 之间的夹角。
注：马吕斯定律是对偏振光的无吸收而言的，对于自然光 并不成立。若是自然光I0，通过偏振片后，I＝I0/2，偏振片 在这里实际上起着起偏器的作用。
偏振片与波片
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基础知识回忆
自然光：从普通光源直接发出的天然光，是无数偏振 光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏于 哪一个方向。这种沿着各个方向振动的光波强度都相 同的光叫做自然光
偏振光：光的振动面只限于某一 固定方向的，叫做平面偏振光或线偏振光 。
分类及介绍： 1）按结构分类 真零级波片：光程差(n0－ ne)d=λ /4 或λ /2 延迟量的波长敏感度低，温度稳定性高，接受有效 角度大，性能大大优于其他两种波片。但真零级波 片往往非常的薄，以石英为例，其在可见光部分双 折射系数约为~0.0092（ n0 =1.535, ne=1.5438）。 一个550nm为中心波长的真零级四分之一石英波片 其厚度只有15um。如此薄的波片在制造和使用上 都会遇到不少困难。
偏振片
分类
按功能分类： 1）透射式偏振片 2）反射式偏振片 3）半透过半反射式偏振片 4）补偿型偏振片 按染色方法分类： 1）碘系偏振片： 容易获得高透过率、高偏 振度的光学特性，但耐高温高湿的能力较差。 2）染料系偏振片： 不容易获得高透过率、高偏振度 的光学特性，但耐高温高湿的能力较好
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偏振片
性能参数
厚度 透过率 视场角 消光比
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偏振片
起偏与检偏
起偏：自然光通过偏振片后成 为线偏振光，线偏振光的振动 方向与偏振片的偏振化方向一致。 在这里偏振片起着起偏器的作用。 检偏：用来检验某一束光是否偏振光。 转动偏振片，观察透射光强度的变化： 自然光：透射光强度不发生变化 偏振光：透射光强度发生变化 偏振光通过偏振片后，在转动偏振片的过程中， 透射光强度发生变化。在这里偏振片起着检偏器的作用。
T
4 4 2 2
Ф0
8.9 20.3 22 45 无 无 有 有 100:01 100:01 100:01 100:01
材料是在聚乙烯醇（PVA）系树脂构成的偏振片的表面层叠由透明树脂构成的保护薄膜来制作
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波片
光线选择性：选择通过偏振方向与延伸
方向一致的光线通过； 温度、湿度敏感性：吸潮或加温后，被 拉伸的成线性的分子链将会自动还原回 团状的分子链，失去光线选择性 脆弱性：很容易在外力的作用下失去光 线选择性
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偏振片
应用：减少和消除不需要的光 1）偏振光定量测定 2）光测力学 3）玻璃制造 4）汽车制造 7）宝石鉴定 8）照相机等领域 9） 3D视觉 10）光通信 11）激光加工
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