第4章光的偏振与晶体光学器件

第4章 光的偏振与晶体光学器件

本章内容

4.1 从自然光获得线偏振光

4.2 晶体的双折射

4.3 晶体光学器件

4.4 椭圆偏振光和圆偏振

4.5 偏振光和偏振器件的矩阵表示

4.6 偏振光的干涉及其应用

4.7 旋光

z

y

振动面

Z

E

∙

∙∙∙2、线偏振光

X

3、圆椭圆偏振光和椭圆偏振光

光矢量方向不变，其大小随位相变化

光矢量大小不变，其方向绕传播方向均匀转动，且矢量末端轨迹为圆

4、椭圆偏振光

光矢量在垂直于光的传播方向的平面内，光矢量大小和方向都在有规律地变化，且矢量末端轨迹为椭圆

5、部分偏振光

彼此无固定相位关系、振动方向任意、不同方向上振幅

不同的大量光振动的组合

不同的大量光振动的组合,,称部分偏振光，它介于自然光与线偏振光之间。

部分偏振光两垂直方向光振动之间无固定的相位差。

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。

二、从自然光获得线偏振光的方法

利用反射与折射

利用二向色性

利用晶体的双折射

利用散射

布儒斯特窗激光器的

激光器的布儒斯特窗

为解决这个矛盾，让光通过由多片玻璃叠合而成的片堆，入射角等于布儒斯特角，经过多次的反射和折射，既能获得较高的偏振度，光的强度也比较大。

玻璃片堆玻璃片堆——————偏振分光镜

偏振分光镜只用一片玻璃的缺点：

以布儒斯特角入射时，反射光虽为线偏振光，但强度太小（以布儒斯特角入射时，反射光虽为线偏振光，但强度太小（≈≈7%7%））透射光的强度虽大，但偏振度太小

P

I θ

θP

P

I

θ时，

I

一般情况下主平面不重合

109o

o

71

一般情形下，o主平面和e主平面是不重合的．

但若入射面与晶体的主截面重合时，则o光和e光都在这个平面内，即o主平面、e主平面与晶体主截面三者重合为一．o光和e光的电矢量方向互相垂直。在实际上，都有意选择入射面与晶体主截面重合，以便所研究的双折射现象大为简化．

C

e光

O光

光线透过该厚度为光线透过该厚度为d

d 的晶体后， O 光、光、e

e 光的光程差为：

0()e n n d

=-D 出射光沿同方向传播，具有相互垂直的偏振方向，但传播速度不相同，我们认为产生了折射现象。

2.2.平行光垂直入射，光轴在入射面内，光轴垂直于晶体表面。平行光垂直入射，光轴在入射面内，光轴垂直于晶体表面。

出射光沿同方向传播，具有相互垂直的偏振方向，传

播速度相同，不产生折射现象。

3.平行光垂直入射，光轴在入射面内，光轴与晶体表面斜交

出射两束偏振方向相互垂直的线偏光