20-4 偏振光的获得与检验
偏振光现象的观察和分析
偏振光现象的观察和分析偏振光的观察可以通过一些特定的实验装置来实现。
例如，可以使用偏振片和分析器来检测光的偏振状态。
偏振片是一种光学元件，它能够选择性地通过振动方向与特定方向相同的光，而将其他方向的光消除或减弱。
这样，当光通过偏振片时，只有特定方向的光能通过，其他方向的光被过滤掉了。
而分析器是另一种偏振片，在实验中用于检测偏振光。
当通过偏振片的光到达分析器时，如果它们的振动方向相同，那么光将能够通过分析器，我们可以观察到透过分析器的光强度。
如果它们的振动方向不同，那么光将被分析器阻止通过，我们将观察不到通过分析器的光。
通过使用偏振片和分析器的实验装置，可以进行一系列的观察和分析。
首先，我们可以通过调整偏振片和分析器之间的相对角度来观察最大和最小光强的变化。
当振动方向相同时，光强度最大，当振动方向垂直时，光强度最小。
通过这一观察结果，我们可以得出结论，光强度与振动方向之间存在关联。
其次，我们可以观察光的偏振状态的改变。
例如，可以用线性偏振光源辐射出一个固定方向的偏振光，然后通过一系列的偏振片和分析器来调整光的偏振状态。
通过观察光在不同偏振状态下的传播特性，我们可以了解光的偏振性质以及不同偏振状态下光的行为差异。
除了观察外，我们还可以进一步分析偏振光的性质。
例如，通过使用偏振片和分析器，我们可以测量通过透过分析器的光强度，并进一步计算出偏振光的偏振度。
偏振度是一种度量光偏振状态的物理量，它可以用来描述光的偏振程度。
对于完全偏振的光来说，其偏振度为1，而对于完全偏振的光来说，其偏振度为0。
此外，偏振光的观察和分析还可以应用于实际生活中的一些领域。
例如，在电子显示技术中，液晶显示器使用偏振器和光调制器来控制光的偏振状态，从而实现图像的显示和切换。
在光通信中，偏振光也被广泛应用于光纤传输和光信号处理中，以提高传输速率和信号质量。
总之，偏振光现象的观察和分析可以帮助我们更深入地了解光的性质和行为。
通过观察光的光强度变化以及偏振状态的改变，我们可以探索光的偏振性质和对其进行分析。
实验报告_偏振光的产生和检验(2)
【实验题目】偏振光的产生和检验【实验记录与数据处理】1．线偏振光的获得与检验1）器件光路示意图(2分)：2）测量记录(1分)夹角光电流强度夹角光电流强度夹角光电流强度10 0.11 130 6.31 250 5.7720 0.20 140 5.10 260 6.8030 0.72 150 3.82 270 7.5340 1.69 160 2.55 280 7.9650 2.84 170 1.35 290 7.9260 4.33 180 0.49 300 7.4070 5.81 190 0.13 310 6.4380 6.89 200 0.26 320 5.1590 7.68 210 0.83 330 3.80100 8.09 220 1.85 340 2.54110 7.94 230 3.18 350 1.38120 7.34 240 4.42 360 0.273）贴图(3分)：曲线（直角坐标）2．椭圆偏振光的获得与检验1）器件光路示意图(2分)：2）测量记录(1分)：P2夹角：波片夹角：光电流强度=15 =45 =15 =45 =15 =4515 0.24 3.30 135 4.49 2.16 255 3.53 2.77 30 0.28 3.48 150 3.26 2.32 270 4.70 2.43 45 0.96 3.46 165 2.06 2.66 285 5.30 2.23 60 2.22 3.21 180 0.73 3.03 300 5.24 2.12 75 3.63 2.83 195 0.21 3.27 315 4.51 2.15 90 4.77 2.40 210 0.36 3.38 330 3.32 2.27 105 5.31 2.18 225 1.11 3.32 345 2.00 2.54 120 5.18 2.11 240 2.33 3.07 360 0.84 2.963）贴图(5分)：15°和45°的曲线图（极坐标）光强与检偏器角度的关系（=15）光强与检偏器角度的关系（=45）3. 1/2波片的研究1）器件光路示意图(2分)：2）测量记录(1分)：P2夹角：波片夹角10 15 20 25 30 35 4018 32 42 54 68 72 803）结论(2分)：关系；根据数据可得，在误差允许的范围内，△=2△。
线偏振光的产生和检验
第六章第5讲pWave Optics631线偏振光的产生和检验6.3.1 线偏振光的产生和检验d③二向色性起偏器,人造偏振片一、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，例如电气石对光有强烈吸收对光这叫晶体的二向色性（dichroism）。
例如，电气石对o光有强烈吸收，对e光吸收很弱，用它就可以产生线偏振光。
e 光····光轴电气石光轴线栅起偏器入射光含有各种偏振态平行于线方向的偏振光能够激发电子沿线移动，这导致光的发射从而抵消了入射光。
对于垂直于线的偏振光不会发生这种现象。
这种起偏器在红外波段工作最好。
二向色性偏振片采用同样的思路，但是使用长聚合物。
可见光波段的线栅起偏器应用半导体制备技术, 用于可见光波段的线栅起偏器已被开发出来。
间距小于1微米。
n )arcsin(12n c =θ使入射光束在入口处分成两束。
垂直偏振光经过从高折射率(1.66)到低折射光束往下倾斜，异常光折射率接近寻常光，也可能发生全反射。
<GKH=14º时，异常光全反射格兰(Glan)棱镜()偏振棱镜可由自然光获得高质量的线偏振光，它又可分为偏光棱镜和偏光分束棱镜。
z 偏光棱镜：可由自然光获得原方向的线偏振光吸收涂层格兰—汤姆孙棱镜光轴的取向使e光对应············•光轴方解石o e i的恰是n e 。
•光轴方解石加拿大树胶(n =1.55)n o （1.6584）＞n （1.55）＞n e （1.4864）i 临界角光全反射了光可通过i > 临界角，o 光全反射了，e 光可通过。
B .格兰(Glan)棱镜●xZ=0⊙●yO光e光主平面是与此上图垂直的平面晶体线偏振器•格兰(Glan)棱镜渥拉斯顿(Wollaston)棱镜(a)和罗雄(Rochon)棱镜(b)晶体线偏振器可由自然光获得分开的两束线偏振光光进入到第1块方解石后，o光和e光在方向上没有分开渥拉斯顿(Wollaston)棱镜o光和e光在方向上没有分开。
偏振光分析实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光的偏振现象的认识。
2. 学习直线偏振光的产生与检验方法，了解圆偏振光和正椭圆偏振光的产生与检验方法。
3. 掌握1/4波片、1/2波片等光学元件的作用及使用方法。
4. 验证马吕斯定律，加深对光的偏振理论的理解。
二、实验原理1. 光的偏振现象：光是一种电磁波，其电矢量在垂直于传播方向的平面上振动。
当光波的电矢量振动方向固定时，光称为线偏振光；当电矢量振动方向随时间作有规律的变化时，光称为圆偏振光或椭圆偏振光。
2. 偏振光的产生与检验：利用偏振片、波片等光学元件可以产生和检验偏振光。
偏振片可以使自然光变为线偏振光，波片可以改变光的偏振状态。
3. 马吕斯定律：当一束线偏振光通过一个偏振片时，出射光的强度与入射光强度、入射光与偏振片的夹角之间的关系满足马吕斯定律。
三、实验仪器1. He-Ne激光器2. 光具座3. 偏振片（两块）4. 1/4波片（两块）5. 1/2波片（两块）6. 玻璃平板及刻度盘7. 白屏四、实验步骤1. 将激光器发出的光束通过偏振片P1，得到线偏振光。
2. 将线偏振光通过1/4波片B1，得到圆偏振光。
3. 将圆偏振光通过1/2波片B2，观察出射光的偏振状态。
4. 将线偏振光通过1/4波片B1，得到椭圆偏振光。
5. 将椭圆偏振光通过1/2波片B2，观察出射光的偏振状态。
6. 重复以上步骤，改变偏振片P1和波片B1、B2的相对位置，观察出射光的偏振状态。
7. 根据马吕斯定律，计算并验证出射光的强度与入射光强度、入射光与偏振片的夹角之间的关系。
五、实验结果与分析1. 观察到当线偏振光通过1/4波片B1时，出射光变为圆偏振光；当圆偏振光通过1/2波片B2时，出射光变为线偏振光。
2. 观察到当线偏振光通过1/4波片B1时，出射光变为椭圆偏振光；当椭圆偏振光通过1/2波片B2时，出射光变为线偏振光。
3. 根据马吕斯定律，计算并验证出射光的强度与入射光强度、入射光与偏振片的夹角之间的关系。
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。
偏振光的研究和检测
光强
50
100
150
1.线偏振光
1.4
1.2
1
0.8 光强 0.6
0.4
0.2
0
200
0
光强
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 -0.1 0
50
100 150 200 250 300
3.椭圆偏振光
光强
100
200
300
2.1/4波片
光强 350 400
光强 400
60 75 90 105 120 135 150 165 180 0.21 0.62 0.81 0.53 0.19 0 0.13 0.50 0.75
角度 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 光强 0.64 0.27 0 0.1 0.44 0.69 0.65 0.3 0 0.14 0.5 0.74
45度，就可以得到椭圆偏振光。 2.为什么在相互正交的起偏器与检偏器之间加1/4波片后，原来的消光状态变成有光输出 的状态？从偏振光干涉的角度加以解释。
答：如果之间在两个正交偏振片之间插入一块偏振片，也会有光输出，因为中间的偏 振片改变了振动方向，加入四分之一波片道理类似，改变振动方向，振动的两个分量先分 解，加上相位差再合成，合成的结果是椭圆偏振光，会有光输出。 3.如何区分圆偏振光和椭圆偏振光？
波片的e-O坐标系会四次与P平行，被称为波片摆正。波片摆正时，人射的线偏振光无法 分解0光和e光，波片不起作用，出射光仍为原来P方向振动的线偏振光，必与A正交而出 现“消光”现象。
四、实验内容
1.光路的共轴调节 将激光器、起偏器、检偏器和激光功率计的探头调整到同一高度，使激光束垂直入射到
【精品】偏振光实验报告
【精品】偏振光实验报告偏振光实验报告一、实验目的1.了解光的偏振现象和偏振光的产生方法；2.掌握偏振光的检验方法和应用；3.培养实验技能和观察、分析问题的能力。
二、实验原理光是电磁波的一种，其振动方向与传播方向垂直，称为横波。
当光的振动方向只限于某一固定方向时，称为偏振光。
偏振光是自然界中普遍存在的一种光，如反射光、折射光等。
光的偏振现象有很多应用，如3D电影、摄影镜头、液晶显示器等。
本实验通过使用偏振片和1/4波片等实验器材，产生和检验偏振光，了解光的偏振现象和偏振光的产生方法，掌握偏振光的检验方法和应用。
三、实验器材1.激光笔；2.偏振片；3.1/4波片；4.实验支架；5.实验平台。
四、实验步骤1.将激光笔固定在实验支架上，调整激光笔的高度和角度，使激光笔发出的光线能够照射到实验平台上。
2.将一片偏振片固定在实验平台上，调整偏振片的角度，使激光笔发出的光线能够通过偏振片。
此时，激光笔发出的光线成为了线偏振光。
3.将1/4波片插入到激光笔和偏振片之间，调整1/4波片的角度，观察激光笔发出的光线是否发生了改变。
此时，激光笔发出的光线成为了椭圆偏振光或圆偏振光。
4.将另一片偏振片插入到激光笔和1/4波片之间，调整偏振片的角度，观察激光笔发出的光线是否能够通过偏振片。
此时，可以通过调整偏振片的角度来控制激光的亮度。
5.记录实验数据，分析实验结果。
五、实验结果与分析1.当激光笔发出的光线通过第一片偏振片时，光线的亮度减弱，说明激光笔发出的光线是自然光，其中包含了多个方向的振动。
通过第一片偏振片后，只剩下了一个方向的振动，成为了线偏振光。
2.当将1/4波片插入到激光笔和第一片偏振片之间时，激光笔发出的光线发生了改变，亮度减弱并且出现了彩色光环。
这说明1/4波片将线偏振光转变为了椭圆偏振光或圆偏振光。
这是因为1/4波片能够将线偏振光的振动方向旋转90度，并且改变了光线的相位差。
当相位差为90度时，光线的振动方向与传播方向成45度角，形成了椭圆偏振光；当相位差为180度时，光线的振动方向与传播方向垂直或平行，形成了圆偏振光。
偏振光实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对其规律的认识。
2. 了解产生和检验偏振光的光学元件及光电探测器的工作原理。
3. 掌握光路准直的调节方法。
4. 掌握极坐标作图方法。
5. 掌握光的偏振态（自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光）的鉴别方法以及相互的转化。
二、实验原理光波是一种电磁波，其振动方向与传播方向垂直。
自然光是由许多不同振动方向的电磁波组成的，而偏振光则是具有特定振动方向的光。
1. 自然光与偏振光：自然光中，光矢量在垂直于传播方向的平面内可以有不同的振动方向。
当光矢量保持在固定平面上振动时，这种振动状态称为平面振动态，此时的光称为线偏振光。
若光矢量绕着传播方向旋转，其端点描绘的轨道为一个圆，这种偏振态称为圆偏振态。
如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆，就成为椭圆偏振态。
2. 偏振片的原理：偏振片是一种人造偏振元件，利用二向色性获得偏振光。
当自然光通过偏振片时，只允许特定振动方向的光通过，从而获得偏振光。
3. 马吕斯定律：当线偏振光通过偏振片时，其透射光的强度与入射光强度、偏振片透振方向的夹角之间存在一定的关系，即马吕斯定律。
4. 双折射现象：当一束光射入到光学各向异性的介质时，折射光往往有两束，这种现象称为双折射现象。
三、实验仪器1. 偏振光源2. 偏振片3. 检偏器4. 光电探测器5. 望远镜6. 毫米刻度尺7. 数据采集系统四、实验步骤1. 观察自然光：将偏振光源打开，通过望远镜观察自然光，观察其光斑。
2. 观察偏振光：将偏振片放置在光源与望远镜之间，通过望远镜观察光斑的变化，观察偏振光的特点。
3. 观察马吕斯定律：将检偏器放置在偏振片与望远镜之间，调节检偏器的角度，观察透射光的强度变化，验证马吕斯定律。
4. 观察双折射现象：将检偏器放置在双折射介质与望远镜之间，调节检偏器的角度，观察透射光的强度变化，验证双折射现象。
5. 观察光的偏振态：将椭圆偏振光和圆偏振光分别通过偏振片和检偏器，观察光斑的变化，鉴别光的偏振态。
偏振光学实验报告
偏振光学实验报告偏振光的产⽣和检验⼀．实验⽬的1、掌握偏振光的产⽣原理和检验⽅法,观察线偏振光2. 验证马吕斯定律，测量布儒斯特⾓；⼆．实验原理1.光的偏振性光波是波长较短的电磁波，电磁波是横波，光波中的电⽮量与波的传播⽅向垂直。
光的偏振观象清楚地显⽰了光的横波性。
光⼤体上有五种偏振态，即线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、⾃然光和部分偏振光。
⽽线偏振光和圆偏振光⼜可看作椭圆偏振光的特例。
（1）⾃然光光是由光源中⼤量原⼦或分⼦发出的。
普通光源中各个原⼦发出的光的波列不仅初相彼此不相关，⽽且光振动⽅向也是彼此不相关的，呈随机分布。
在垂直于光传播⽅向的平⾯内，沿各个⽅向振动的光⽮量都有。
平均说来，光⽮量具有轴对称⽽且均匀的分布，各⽅向光振动的振幅相同，各个振动之间没有固定的相联系，这种光称为⾃然光或⾮偏振光（见下图）。
我们设想把每个波列的光⽮量都沿任意取定的x轴和y轴分解，由于各波列的光⽮量的相和振动⽅向都是⽆规则分布的，将所有波列光⽮量的x分量和y分量分别叠加起来，得到的总光⽮量的分量Ex 和Ey之间没有固定的相关系，因⽽它们之间是不相⼲的。
同时Ex 和Ey的振幅是相等的，即Ax=Ay。
这样，我们可以把⾃然光分解为两束等幅的、振动⽅向互相垂直的、不相⼲的线偏振光。
这就是⾃然光的线偏振表⽰，如下图（a）所⽰。
分解的两束线偏振光具有相等的强度Ix =Iy，⼜因⾃然光强度I=Ix+Iy所以每束线偏振光的强度是⾃然光强度的1/2，即通常⽤图（b）的图⽰法表⽰⾃然光。
图中⽤短线和点分别表⽰在纸⾯内和垂直于纸⾯的光振动，点和短线交替均匀画出，表⽰光⽮量对称⽽均匀的分布。
（2）线偏振光光⽮量只沿⼀个固定的⽅向振动时，这种光称为线偏振光，⼜称为平⾯偏振光。
光⽮量的⽅向和光的传播⽅向所构成的平⾯称为振动⾯，如图（a ）所⽰。
线偏振光的振动⾯是固定不动的，图（b ）所⽰是线偏振光的表⽰⽅法，图中短竖线表⽰光振动在纸⾯内，点表⽰光振动垂直于纸⾯。
12.2 线偏振光的获得与检验 马吕斯定律.ppt
(1)偏振片
涂有二向色性材料的透明薄片。 如：聚乙烯醇浸碘后拉成薄膜，夹在两玻璃片间制成偏振片。
偏振化方向: 当自然光照射在偏振片上时，它只让某一特定方 向的光通过，这个方向叫此偏振片的偏振化方向 .
(2)起偏
。2020年11月7日星期六2020/11/72020/11/72020/11/7
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年11月2020/11/72020/11/72020/11/711/7/2020
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020/11/72020/11/7November 7, 2020
3. 偏振光的应用
1）防止对面来的灯光耀眼 汽车车灯与窗玻璃用同一偏振化方向的透明膜
(2) 立体电影原理：
原理：利用人眼的双眼效应
双眼睁开
一只眼睁开， 一只眼关闭
拍摄：
例1 有两个偏振片,一个用作起偏器, 一个用作检
偏器. 当它们偏振化方向间的夹角为 30 时 , 一束单色
自的然夹光角穿 为过60它 时们,,另出一射束光单强色为自I 1然; 光当穿它过们它偏们振化, 出方射向光间 强为 I 2 , 且 I1 I2 . 求两束单色自然光的强度之比 .
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2020/11/72020/11/72020/11/711/7/2020 10:43:42 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2020/11/72020/11/72020/11/7Nov-207-Nov-20 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2020/11/72020/11/72020/11/7Saturday, November 07, 2020 • 13、志不立，天下无可成之事。2020/11/72020/11/72020/11/72020/11/711/7/2020
偏振光的产生与检测
3.12偏振光的产生与检测【实验目的】（1）通过观察光的偏振现象，加深对光波传播规律的认识；（2）掌握偏振光的产生和检验方法；（3）观测圆偏振光和椭圆偏振光.【实验装置】光具座、激光器、白光源、光功率计、起偏器、检偏器、1/4波片、1/2波片、带小孔光屏【实验原理】1.偏振光的概念光的波动的形式在空间传播属于电磁波，它的电矢量E与磁矢量H相互垂直,且E和H均垂直于光的传播方向，如图3-12-1所示，故光波是横波.实验证明光效应主要由电场引起，所以电矢量E的方向定为光的振动方向.图3-12-1光传播与振动示意图自然光源（如日光，各种照明灯等）发射的光是由构成这个光源的大量分子或原子发出的光波的合成.这些分子或原子的热运动和辐射是随机的，它们所发射的光振动，出现在各个方向的几率相等，这样的光叫做自然光.然而自然光经过媒质的反射、折射或者吸收后，在某一方向上振动比另外方向上强，这种光称为部分偏振光.如果光振动始终被限制在某一确定的平面内，则称为平面偏振光，也称为线偏振光或完全偏振光.偏振光电矢量E的端点在垂直于传播方向的平面内运动轨迹是一圆周的，称为圆偏振光，是一椭圆的则称为椭圆偏振光.2.获得线偏振光的方法（1）反射式起偏器（或透射式起偏器）当自然光在两种介质的界面上反射或折射时，反射光和折射光都将成为部分偏振光.逐渐增大入射角，当达到某一特定值时，反射光成为完全偏振光，其振动面垂直于入射面，如图3-12-2起偏角(亦称布儒斯持角).图3-12-2反射起偏光路图由布儒斯特定律可得120tan n n i =（3-12-1） 例如当光由空气射向n 的玻璃平面时，0057i =.若入射光以起偏角0i 射到玻璃面上，则反射光为全偏振光，面折射光不是全偏振光，但这时它的偏振化程度最高.如使自然光以起偏角0i 入射并透过多层玻璃(称玻璃片堆)．则透射出来的光也将接近于全偏振光，它的振动面与入射面平行.（2）晶体起偏器利用某些晶体的双折射现象，也可获得全偏振光，如尼科尔棱镜等.（3）偏振片（分子型薄膜偏振片）聚乙烯醇胶膜内部含有刷状结构的链状分子，在胶膜被拉伸时，这些链状分子被拉直并平行排列在拉伸方向上.由于吸收作用，拉伸过的薄膜只允许振动取向平行于分子排列方向(此方向称为偏振片的偏振轴)的光通过.利用它可获得线偏振光.偏振片是一种常用的“起偏”元件，用它可获得截面积较大的偏振光束．而且出射偏振光的偏振化程度可达98％.鉴别光的偏振状态的过程称为检偏，它所用的装置称为检偏器.实际上，起偏器和检偏器是通用的，用于起偏的偏振片称为起偏器，把它用于检偏，就成为检偏器了.按照马吕斯定律，强度为0I 的线偏振光，通过检偏器后．透射光的强度为：θ20cos I I =（3-12-2）式中θ为入射光偏振方向与检偏器偏振轴之间的夹角.显然，当以光线传播方向为轴转动检偏器时，透射光强度将会发生周期性变化.当θ＝0°时，透射光强度最大（如图3-12-3（a ）所示）；当θ＝90°时，透射光强度为极小(消光状态（如图3-12-3（b ）所示)，接近于全暗；当0°＜θ＜90°时，透射光强度介于最大和最小之间.因此，根据透射光强度变化情况，可以区别线偏振光、自然光和部分偏振光.图3-12-3表示自然光通过起偏器和检偏器的变化情况.图3-12-3自然光经过起偏器和偏振器的情况 本实验是利用偏振片（起偏器和检偏器）观察偏振光的偏振情况.3.波片的偏光作用波片也称相位延迟片，是由晶体制成的厚度均匀的薄片，其光轴与薄片表面平行，它能使晶片内的o 光和e 光通过晶片后产生附加相位差.根据薄片的厚度不同，可以分为1/2波长片，1/4波长片等，所用的1/2、1/4波长片皆是对钠光而言的.当线偏振光垂直射到厚度为L ，表面平行于自身光轴的单轴晶片时，则寻常光（o 光）和非常光（e 光）沿同一方面前进，但传播的速度不同.这两种偏振光通过晶片后，它们的相位差ϕ为： ()o e 2πn n L ϕλ=- （3-12-3） 其中，λ为入射偏振光在真空中的波长，0n 和e n 分别为晶片对o 光e 光的折射率，L 为晶片的厚度.我们知道，两个互相垂直的，同频率且有固定相位差的简谐振动，可用下列方程表示（通过晶片后o 光和e 光的振动）：()e o sin sin X A t Y A t ωωϕ=⎧⎪⎨=+⎪⎩从两式中消去t ，经三角运算后得到全振动的方程式为：222222cos sin e o e o X Y XY A A A A ϕϕ++= （3-12-4）由式（3-12-4）可知：①当πϕk =（k =0，1，2，……）时，为线偏振光；②当()π212K ϕ=+（k =0，1，2，……）时，为正椭圆偏振光，在A o = A e 时，为圆偏振光；③当ϕ为其他值时，为椭圆偏振光.在某一波长的线偏振光垂直入射于晶片的情况下，能使o 光和e 光产生相位差πϕ)12(+=K （相当于光程差为λ/2的奇数倍）的晶片，称为对应于该单色光的二分之一波片（λ/2波片），与此相似，能使o 光和e 光产生相位()π212K ϕ=+（相当于光程差为λ/4的奇数倍）的晶片，称为四分之一波片（λ/4波片）.本实验中所用波片（λ/4）是对6328A （H e -N e 激光）而言的.如图3-12-4所示，当振幅为A 的线偏振光垂直入射到λ/4波片上，其振动方向与波片光轴成θ角时，由于o 光和e 光（通过波晶片后）的振幅分别为A sin θ和A cos θ，所以通过λ/4波片后合成的偏振状态也随角度θ的变化而不同.① 当θ=0°时，获得振动方向平行于光轴的线偏振光；② 当2/πθ=时，获得振动方向垂直于光轴的线偏振光；② 当4/πθ=时，同时A e = A o 获得圆偏振光；③ 当θ为其他值时，经过λ/4波片后为椭圆偏振光.图3-12-4 3．椭圆偏振光的测量椭圆偏振光的测量包括长、短轴之比及长、短轴方位的测定.如图3-29所示，当检偏器方位与椭圆长轴的夹角为ϕ时，则透射光强为：222212cos sin I A A ϕϕ=+ （3-12-5）图3-12-5 当ϕ=πK 时21max A I I == （3-12-6）当()π212K ϕ=+时22min A I I == （3-12-7）则椭圆长短轴之比为 min max 21I I A A = （3-12-8）椭圆长轴的方位即为max I 的方位.【实验内容和步骤】1．起偏与检偏鉴别自然光与偏振光（1）如图3-12-6所示，在光源至光屏的光路上插入起偏器P 1，旋转P 1，观察光屏上光斑强度的变化情况；图3-12-6 （2）在起偏器P 1后面再插入检偏器P 2，固定P 1方位，旋转P 2，旋转360°，观察光屏上光斑强度的变化情况，并将光屏上最强和最弱时的对应旋转角度记录到表3-12-1中；（3）以光功率计代替光屏接收P 2出射的光束，旋转P 2，每转过10°记录一次相应的光功率值，共转180°，将相应的实验数据记录到表3-12-2中，且利用实验数据在坐标纸上作出I ～cos 2θ关系曲线，看其是否与马吕斯定律相一致.2. 观测椭圆偏振光和圆偏振光参照图3-12-3（b ）所示,先使起偏器P 1和检偏器P 2偏振轴垂直（即检偏器P 2后的光屏上处于消光状态），在起偏器P 1和检偏器P 2之间插入λ/4波片（如图3-12-6），转动波片使P 2后的光屏上仍处于消光状态（使λ/4波片光轴与起偏器P 1透光轴方向平行）.用光功率计取代光屏.（2）将起偏器P 1转过20°，调节光功率计的位置尽可能使得P 2透射出的偏振光全部进入光功率计的接受范围.转动检偏器P 2找出功率最大的位置，并记下相应光功率值.重复测量3次，求平均值.（3）转动P 1，使P 1的光轴与λ/4波片的光轴的夹角依次为30°、45°、60°、75°、90°值，在取上述每一个角度时，都将检偏器P 2转动一周，观察从P 2透出光的强度变化.【注意事项】（1）实验中各元件不能用手摸，实验完毕后按规定位置放置好；（2）不要让激光束直接照射或反射到人眼内.【实验数据和结果处理】因此根据表3-12-2所得数据便可用来验证马吕斯定律θ20cos I I =.【思考与讨论题】（1）如何应用光的偏振现象说明光的横波特性？怎样区别自然光和偏振光？（2）玻璃平板在布儒斯特角的位置上时，反射光束是什么偏振光？它的振动是在平行于入射面内还是在垂直于入射面内？（3）/4λ波片与P 1的夹角为何值时产生圆偏振光？为什么？（4）两片偏振片用支架安置于光具座上，正交后消光，一片不动，另一片的2个表面旋转180°，会有什么现象？如有出射光，是什么原因？（5）2片正交偏振片中间再插入一偏振片会有什么现象？怎样解释？（6）波片的厚度与光源的波长什么关系？【附录】光学实验中常用光源能够发光的物体统称为光源.实验室中常用的是将电能转换为光能的光源—电光源.常见的有热辐射光源和气体放电光源及激光光源3类.1．热辐射光源常用的热辐射光源是白炽灯.普通灯泡就是白炽灯，可作白色光源，应按仪器要求和灯泡上指定的电压使用，如光具座、分光计、读数显微镜等.2．气体放电光源实验室常用的钠灯和汞灯（又称水银灯）可作为单色光源，它们的工作原理都是以金属Na 或Hg 蒸汽在强电场中发生的游离放电现象为基础的弧光放电灯.在220V 额定电压下，低压钠灯发出波长为589.0nm 和589.6nm 的两种单色黄光最强，可达85%，而其他几种波长为818.0nm 和819.1nm 等的光仅有15%.所以，在一般应用时取589.0nm 和589.6nm 的平均值589.3nm 作为钠光灯的波长值.汞灯可按其气压的高低，分为低压汞灯、高压汞灯和超高压汞灯.低压汞灯最为常用，其电源电压与管端工作电压分别为220V 和20V ，正常点燃时发出青紫色光，其中主要包括7种可见的单色光，它们的波长分别是612.35nm （红）、579.07nm 和576.96nm （黄）、546.07nm （绿）、491.60nm （蓝绿）、435.84nm （蓝紫）、404.66nm （紫）.使用钠灯和汞灯时，灯管必须与一定规格的镇流器（限流器）串联后才能接到电源上去，以稳定工作电流.钠灯和汞灯点燃后一般要预热3～4分钟才能正常工作，熄灭后也需冷却3～4分钟后，方可重新开启.3．激光光源激光是20世纪60年代诞生的新光源.激光（Laser ）是“受激辐射光放大”的简称.它具有发光强度大、方向性好、单色性强和相干性好等优点.激光器是产生激光的装置，它的种类很多，如氦氖激光器、氩离子激光器、二氧化碳激光器、红宝石激光器等.实验室中常用的激光器是氦氖（H e -N e ）激光器.它由激光工作的氦氖混合气体、激励装置和光学谐振腔3部分组成.氦氖激光器发出的光波波长为632.8nm ，输出功率在几毫瓦到十几毫瓦之间，多数氦氖激光管的管长为200～300mm ，两端所加高压是由倍压整流或开关电源产生，电压高达1500～8000V ，操作时应严防触摸，以免造成触电事故.由于激光束输出的能量集中，强度较高，使用时应注意切勿迎着激光束直接用眼睛观看.目前，气体放电灯的供电电源广泛采用电子整流器，这种整流器内部由开关电源电路组成，具有耗电小、使用方便等优点.光学实验中，常把光束扩大或产生点光源以满足具体的实验要求，图3-31和图3-32表示两种扩束的方法，它们分别提供球面光波和平面光波.图3-12-7 图3-12-8。
偏振光现象的观察与分析
偏振光现象的观察与分析物理系，刘呈豪一、引言一八零九年，法国工程师马吕斯在实验中发现了光的偏振现象。
对于光的偏振现象研究，使人们对光的传播的规律有了新的认识。
特别是近年来利用光的偏振性所开发出来的各种偏振光元件、偏振光仪器和偏振光技术在现代科学技术中发挥了极其重要的作用，在光调制器、光开关、光学计量、应力分析、光信息处理、光通信、激光和光电子学器件等应用中，都大量使用偏振技术。
二、实验原理1.偏振光的种类光是电磁波，它的电矢量E和磁矢量H相互垂直，且都垂直于光的传播方向。
通常用电矢量代表光矢量，并将光矢量和光的传播方向所构成的平面称为光的振动面。
按光矢量的不同振动状态，可以把光分为五种偏振态：（1）自然光：在与光传播方向垂直的平面内，包含一切可能方向的横振动，即光波的电矢量在任一方向上具有相同的振幅。
普通光源发光的是自然光。
（2）线偏振光：在光的传播过程中，只包含一种振动，其振动方向始终保持在同一平面内，这种光称为线偏振光（或平面偏振光)。
（3）部分偏振光：光波包含一切可能方向的横振动，但不同方向上的振幅不等，在两个互相垂直的方向上振幅具有最大值和最小值，这种光称为部分偏振光。
自然光和部分偏振光实际上是由许多振动方向不同的线偏振光组成。
（4）椭圆偏振光：在光的传播过程中，空间每个点的电矢量均以光线为轴作旋转运动，且电矢量端点描出一个椭圆轨迹，这种光称为椭圆偏振光。
（5）圆偏振光：旋转电矢量端点描出圆轨迹的光称圆偏振光，是椭圆偏振光的特殊情形。
能使自然光变成偏振光的装置或器件，称为起偏器；用来检验偏振光的装置或器件，称为检偏器。
2. 线偏振光的产生（1）反射和折射产生的偏振根据布儒斯特定律，当自然光以ib=arctan n的入射角从空气或真空入射至折射率为n的介质表面上时，其反射光为完全线偏振光，振动面垂直于入射面，而透射光为部分偏振光，ib 称为布儒斯特角。
如果自然光以ib入射到一叠平行玻璃片堆上，则经过多次反射和折射最后从玻璃片堆透射出来的光也接近于线偏振光。
偏振现象的观察与研究
光学实验报告专业姓名学号报告成绩偏振现象的观察与研究【实验目的】①观察光的偏振现象，加深对理论知识的理解。
②了解产生和检验偏振光的原理和方法及使用的元件。
【实验仪器】(名称、规格或型号)氦氖激光器、偏振片、二分之一波片、四分之一波片、光学平台、照度计、支架等。
【实验原理】1.偏振光的基本概念振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于纵波的一个最明显的标志，只有横波才有偏振现象。
光的偏振有5种可能的状态：自然光、部分偏振光、平面偏振光（也称线偏振光）、圆偏振光、椭圆偏振光。
振动在垂直于光的传播方向的平面内可取所有可能的方向，而且没有一个方向占优势的光称为自然光，这种光不能直接显示出偏振现象，通常人们又称它为非偏振光。
在某一方向振动占优势的光称为部分偏振光。
指在某一固定方向振动的光称为线偏振光或平面偏振光。
光波电矢量的方向和大小随时间做有规则的改变，当电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈圆形时，称为圆偏振光；呈椭圆形时，称为椭圆偏振光。
圆偏振光和椭圆偏振光都可以看作两个振动面相互垂直的、有一定相位差的线偏振光的叠加。
将非偏振光（如自然光）变成偏振光的装置或器件称为起偏器，用来鉴别光的偏振状态的装置或器件称为检偏器。
实际上，起偏器也可以用作检偏器。
2.平面偏振光的产生产生平面偏振光的方法很多，下面我们主要介绍两种：非金属表面的反射和折射产生平面偏振光，偏振片产生平面偏振光。
1）非金属表面的反射和折射光线斜入射非金属表面（如水、玻璃等）时，反射光和透射光都会产生偏振现象，通常都为部分偏振光，且反射光垂直于入射表面的电矢量分量较强，透射光平行于入射面的电矢量分量较强。
它们的偏振程度取决于光的入射角及反射物质的性质。
当入射角α与反射物质的折射率n满足下面的关系：α=①tan n时反射光为线偏振光，此称为布儒斯特定律。
该入射角称为起偏角或布儒斯特角，如图1（a）所示。
根据式①，可以简单地利用玻璃起偏，也可以用于测定物质的折射率。
偏振光的产生及检验2
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五、思考题
1、通过起偏和检偏的观测，你应当怎样判别自然光 和偏振光？ 2、玻璃平板在布儒斯特角的位置上时，反射光束是 什么偏振光？它的振动是在平行于入射面内还是 在垂直于入射面内？ 3、当 / 4 波片与P1的夹角为何值时产生圆偏振光？ 为什么？
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三、实验内容
（三）观测椭圆偏振光和圆偏振光
1、先使起偏器P1和检偏器P2的偏振轴垂直（即检偏器P2后的 光屏上处于消光状态），在起偏器P1和检偏器P2之间插入 / 4 波片，转动波片使P2后的光屏上仍处于消光状态。用 硅光电池及光点检流计组成的光电转换器取代光屏。 2、将起偏角P1转过200，调节硅光电池使透过光全部进入硅光 电池的接收孔内，转动检偏器P2找出最大光电流的位置， 并记下光电流的数值，重复测量三次，求平均值。 3、转动P1使P1的光轴与 / 4 波片的光轴的夹角依次为300、450、 600、750、900值，在取上述每一个角度时，都将检偏器P2 转动一周，观察从P2透出光的强度变化，并记录每个角度 时的最大电流值和最小电流值，表格自拟。
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三、实验内容
（四）考察平面偏振光通过1/2波片时 的现象
1、按图在光具座上依次放置各元件， 使起偏器P的振动面为垂直，检偏器A的振动 面为水平（此时应观察到消光现象）。 2、在P、A之间插入1/2波片C，将C转动3600， 能看到几次消光？解释这现象。 3、将C转任意角度，这时消光现象被破坏，把 A转动3600，观察到什么现象？由此说明通过 1/2波长片后，光变为怎样的偏振状态？
(整理)偏振光的观测和检验.
【实验目的】1．观察光的偏振现象，加深对偏振光的理解．2．掌握产生和检验偏振光的原理和方法．3．观察光的旋光现象，学习用旋光仪测定糖溶液的浓度。
【实验仪器】氦氖激光器，偏振片(或尼科耳棱镜)，半波片，1／4波片，硅光电池，灵敏电流计，减光板，玻璃片．【实验原理】能使自然光变成偏振光的装置或器件称为起偏器．用来检验偏振光的装置或器件称为检偏器．实际上，能产生偏振光的器件，同样可用作检偏器．1．平面偏振光的产生(1)由反射和折射产生偏振自然光在透明介质(如玻璃)上反射或折射时，其反射光和折射光为部分偏振光．当入射角为布儒斯特角(即：入射角满足，为透明介质折射率)时反射光接近于完全偏振光，其偏振面垂直于入射面．(2)由二向色性晶体的选择吸收产生偏振有些晶体(如电气右、人造偏振片)对两个相互垂直振动的电矢量具有不同的吸收本领，称为二向色性．当自然光通过二向色性晶体时，其中一部分的振动几乎被完全吸收，而另一部分的振动几乎没有损失，因此，透射光就成为平面偏振光．利用偏振片可以获得截面较宽的偏振光束，而且造价低廉，使用方便．但偏振片的缺点是有颜色，光透过率稍低．(3)由晶体双折射产生偏振当自然光入射于某些各向异性晶体时，在晶体内折射后分解为两束平面偏振光(o 光、e光)，并以不同的速度在晶体内传播，可用某一方法使两束光分开，除去其中一束，剩余的一束就是平面偏振光．尼科耳(Nicol)棱镜是这类元件之一．它由两块经特殊切割的方解石晶体，用加拿大树胶粘合而成．偏振面平行于晶体的主截面的偏振光可以透过尼科耳棱镜，垂直于主截面的偏振光在胶层上发生全反射而被除掉．2．圆偏振光和椭圆偏振光的产生如图1所示，当振幅为A的平面偏振光垂直入射到表面平行于光轴的双折射晶片时，若振动方向与晶片光轴的夹角为，则在晶片表面上o光和e光的振幅分别为和，它们的位相相同．在晶片中，o光与e光传播方向相同，由于传播速度不同，经过厚度为d的晶片后，o光与e光之间将产生位相差：其中表示光在真空中的波长，和分别为晶体中o光与e光的折射率．图1(1)如果晶片的厚度使产生的位相差，这样的晶片称为1／4波片．平面偏振光通过1／4波片后，透射光一般是椭圆偏振光，当时，则为圆偏振光；当和时，椭圆偏振光退化为平面偏振光．换言之，1／4波片可将平面偏振光变成椭圆或圆偏振光，也可将椭圆与圆偏振光变成平面偏振光．(2)如果晶片的厚度使产生的位相差，这样的晶片称为半波片．若入射平面偏振光的振动面与半波片光轴的夹角为，则通过半波片后的光仍为平面偏振光，但其振动面相对入射光的振动面转过角．3．平面偏振光通过检偏器后光强的变化强度为的平面偏振光通过检偏器后的光强为其中为平面偏振光偏振面和检偏器主截面的夹角，上述关系称为马吕斯(Malus)定律，它表示改变角可以改变透过检偏器的光强．当起偏器和检偏器的取向使得通过的光量最大时，称它们为平行(此时)．当两者的取向使得系统射出的光量最小时，称它们为正交(此时)．4．单色平面偏振光的干涉如图2(a)所示，一束自然光经起偏器(尼科耳棱镜或偏振片)N1后，变成振幅为A的平面偏振光，再通过晶片K射到检偏器N2上．图2(b)表示透过N2迎着光线观察到的振动情况，其中、及分别表示起偏器的主截面、检偏器的主截面和晶片的光轴在同一平面上的投影，和分别为N1、N2的主截面与晶片的光轴的夹角．从晶片透过的两平面偏振光的振幅分别为：它们的位相差为．穿过N2后，只存在振动平面平行于N2主截面的分量和，其大小为可见这两束光是同频率、不等振幅、振动平面在同一平面内的相干光．因此，透射光的光强(按双光束干涉的光强计算方法)为式中，它是从起偏器N1透射的平面偏振光的光强，从上式可以看出：(1)当(或)或时，即透射光强只与N1、N2两主截面的交角的余弦平方成正比，和没有晶片时一样．(2)当N1、N2正交时，，则如果晶片是半波片，则，当等于的奇数倍时，，即有光透过N2，发生相长干涉；当等于的偶数倍时，，无光透过，发生相消干涉．由此可见，当半波片旋转一周时，视场内将出现四次消光现象．(3)当N1与N2平行时，，于是有可以看出，这时透过的光强恰与N1、N2正交时互补．图2（a）图2(b)【实验内容】1．偏振片主截面的确定将一背面涂黑的玻璃片G立在铅直面内，激光器L射出的一细光束沿水平方向入射到玻璃片上，G的反射光为偏振面垂直于入射面的平面偏振光，使G的反射光垂直射人偏振片N，以反射光的方向为轴旋转偏振片N，从透过光强度的变化和反射光的偏振面，可以确定偏振片的主截面，即透过光强极大时偏振片的主截面和反射光的偏振面一致．并在偏振片上标记其主截面的方向．2．验证马吕斯定律使激光器L射出的光束，穿过起偏器N1和检偏器N2射到硅光电池P c上，使N1、N2正交，记录灵敏电流计上的示值．将偏振器每转一角度(～)记录一次，直至转动为止．重复以上过程几次．3．考察半波片对偏振光的影响(1)调N1、N2为正交，在N1、N2间和N1平行放置半波片，以光线方向为轴将波片转，记录出现消光的次数和相对应于N2的位置(角度)．(2)使N1和N2正交，半波片的光轴和N1的主截面成(～)角，转N2使之再消光，记录N2位置．改变角，每次增加～，同上测量直至等于．4．椭圆偏振光、圆偏振光的产生与检验实验装置同上，将半波片换成1／4波片．(1)使N1、N2正交，以光线方向为轴将波片转，记录观察到的现象．(2)使用起偏器N1和1／4波片产生椭圆偏振光，旋转检偏器N2观察光强的变化．记录波片光轴相对N1主截面的夹角，以及转动N2光强极大、极小时主截面与波片光轴的夹角．取不同值重复观测．(3)使用N1和1／4波片产生圆偏振光(应怎样安置1／4波片?)，旋转N2，进行观测并记录．(4)为了区分椭圆偏振光和部分偏振光、圆偏振光和自然光，要在检偏器前再加一个1／4波片去观测，注意1／4波片的放置．(5)设计一实验方案(原理和步骤)，说明如何应用一个1／4波片和一个检偏器，去判断椭圆偏振光的旋转方向．5．注意事项(1)应用光电池记录光强时，灵敏电流计应选用低内阻型．读数时，应注意扣除环境杂散光产生本底电流的影响．若光电流测量值范围过大时，用分流电路（参见硅光电池线性响应实验）可避免因改变电流计的量程，影响电流计的内阻和测量灵敏度，保证电流计低内阻R不变．(2)在观察和讨论波片对偏振光的影响时，准确地确定起偏器N1的主截面与波片的夹角是很重要的．而实际使用的波片，光轴方向定位不够准确，为此应善于运用理论来指导实践，即根据波片在正交偏振片之间绕光线方向旋转一周时，在四个特定方位将出现消光的特性，以帮助校准波片光轴和N1之间夹角的零位．【思考】1．强度为I的自然光通过偏振片后，其强度，为什么?应用偏振片时，马吕斯定律是否适用，为什么?2．怎样才能产生左旋(右旋)椭圆偏振光？。
偏振光的观测与研究~~实验报告
偏振光的观测与研究光的干涉和衍射实验证明了光的波动性质。
本实验将进一步说明光是横波而不是纵波，即其E和H的振动方向是垂直于光的传播方向的。
光的偏振性证明了光是横波，人们通过对光的偏振性质的研究，更深刻地认识了光的传播规律和光与物质的相互作用规律。
目前偏振光的应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。
利用偏振光装置的各种精密仪器，已为科研、工程设计、生产技术的检验等，提供了极有价值的方法。
【实验目的】1．观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念。
2．了解偏振光的产生和检验方法。
3．观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。
4．观测椭圆偏振光和圆偏振光。
【实验仪器】光具座、激光器、偏振片、1/4波片、1/2波片、光电转换装置、光点检流计、观测布儒斯特角装置图1 实验仪器实物图【实验原理】1．偏振光的基本概念按照光的电磁理论，光波就是电磁波，它的电矢量E和磁矢量H相互垂直。
两者均垂直于光的传播方向。
从视觉和感光材料的特性上看，引起视觉和化学反应的是光的电矢量，通常用电矢量E代表光的振动方向，并将电矢量E和光的传播方向所构成的平面称为光振动面。
在传播过程中，光的振动方向始终在某一确定方位的光称为平面偏振光或线偏振光，如图2（a）。
光源发射的光是由大量原子或分子辐射构成的。
由于热运动和辐射的随机性，大量原子或分子发射的光的振动面出现在各个方向的几率是相同的。
一般说，在10－6s内各个方向电矢量的时间平均值相等，故出现如图2（b）所示的所谓自然光。
有些光的振动面在某个特定方向出现的几率大于其他方向，即在较长时间内电矢量在某一方向较强，这就是如图2（c）所示的所谓部分偏振光。
还有一些光，其振动面的取向和电矢量的大小随时间作有规则的变化，其电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的移动轨迹呈椭圆（或圆形），这样的光称为椭圆偏振光（或圆偏振光），如图2（c）所示。
图2 光波按偏振的分类2．获得偏振光的常用方法(1)非金属镜面的反射。
通常自然光在两种媒质的界面上反射和折射时，反射光和折射光都将成为部分偏振光。
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四分之一波片 o 光 和 e 光 经过 波 片 后的光程差为光在真空 中的波长的四分之一
y
Ee
λ
线偏振光
E x Eo
光轴
n n
e
o
d
0
4
d
产生相位差
2
第20章 光的偏振
20-4 偏振光的获得与检验
π o光e光分量的振幅相等——得圆偏振光 4
y
作用： 可使线偏振光的振 动面转过一个角度.
在 入 射 点 处 线偏 振 光 分解的 o 光和 e 光、且同相， 则在出射点处 o、 e 光反相， 叠加后是线偏振光（一、 三象限方向的振动变为二、 四象限）。
y
Ee
E x Eo
光轴
λ
线偏振光
d
光轴
Ee 入= Ee 出 E入 E0 入
E出 E0 出
第20章 光的偏振
20-4 偏振光的获得与检验
六 椭圆偏振光与圆偏振光的检偏 1 用1/4 波片和偏振片 P 可区分出自然光和圆偏振光
自然光
自然光
I 不变
λ/4片
第20章 光的偏振
P(转)
20-4 偏振光的获得与检验
圆偏振光
线偏振光
I 变，有消光
P(转) 2 用1/4 波片和偏振片 P 也可区分出部分偏振光和 椭圆偏振光:
λ/4片
部分偏振光
部分偏振光
I 变，无消光
λ/4片第20ຫໍສະໝຸດ 光的偏振P(转)20-4 偏振光的获得与检验
椭圆偏振光
线偏振光
I 变，有消光
λ/4片
P(转)
第20章 光的偏振
20-4 偏振光的获得与检验
小结
四 分 之 圆偏振光 一 波 片
自然光
自然光 线偏振光
偏 振 片 （ 转 动 ）
线偏振光
线偏振光
Ee E x Eo
光轴
E
y x
λ
线偏振光
λ
线偏振光 光轴
d
d
0 只有平行于光轴的分量（e光）， 不分解
——得线偏振光
第20章 光的偏振
20-4 偏振光的获得与检验
π 2
只有垂直于光轴的分量(o光)，不分解 ——线偏振光
y
Ee
π π 0， ， 4 2
o光e光分量的振幅不相等 ——正椭圆
20-4 偏振光的获得与检验
椭圆偏振光的获得
第20章 光的偏振
20-4 偏振光的获得与检验
圆偏振光的获得
第20章 光的偏振
20-4 偏振光的获得与检验
二分之一波片
光程差
n n
e
o
d
2
λ
线偏振光
y
Ee
E x Eo
光轴
产生相位差
π
d
第20章 光的偏振
20-4 偏振光的获得与检验
即，振动方向转过2 角，如图。
第20章 光的偏振
20-4 偏振光的获得与检验
若入射的是圆偏振光(已有 /2相差), 经 1/2波片(又有 ), 出来相位差为 /2 =3 /2，- / 2 仍是圆偏振光, 但是左旋右旋
若入射的是椭圆偏振光, 经 1/2 波片, 出来 仍是椭圆偏振光, 左旋右旋，而且椭圆的长轴 转过 2 角。（想想为什么？）
λ
线偏振光
E x Eo
光轴
d
用四分之一波片可由线偏振光获得正椭圆或圆偏振光。 反过来，也可以从正椭圆或圆偏振光获得线偏振光。 因为合成正椭圆或圆偏振光的两个垂直分量已经有了 相位差 /2, 经1/4波片以后, 又有± /2的相位差, 所以出来 的就是0或的相位差，是线偏振光。
第20章 光的偏振
I 不变
I 变, 有消光
以入射光方向为轴转动
第20章 光的偏振
20-4 偏振光的获得与检验
分 之 一 椭圆偏振光 波 片
部分偏振光 四
部分 偏振光
线偏振光
偏 振 片 （ 转 动 ）
线偏振光
I 变, 无消光
I 变, 有消光
线偏振光
第20章 光的偏振