双折射偏振棱镜
光的偏振,反射和折射产生偏振和双折射现象
椭圆偏振光
线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的光振动均可分解为两个相互垂直
同频率相差恒定线偏振光振动的合成 x = A1 coswt y = A2 cos(wt + Dj )
对线偏振光，刚入射时相差为 Dji = π 或 0
垂直入射波晶片后，分解为振动方向相互垂直的 o 光和 e 光，取 x 轴方
向为 o 光振动方向，y 轴方向为 e 光振动动方向
-
ne )d
波晶片分类
(no - ne )d = λ 4
(no - ne )d = λ 2 (no - ne )d = λ
Dj = π 2 Dj = π Dj = 2π
1 4 波片 半波片 全波片
Ø说明: 一定的波晶片是针对某一特定波长而言的.
26/28
波晶片可用于改变光的偏振态
？ 如 线偏振光经 1 4 波片后变为
出波片后相位差为
Dj f
=
Dji
+
2π λ
(no
-
ne )d
=
Dji
+
π 2
Dji = π
Dji = 0
Dj f
=
3π 2
1 4波片
· · ·
Dj f
=
π 2
27/28
• 波晶片对光偏振的影响:
入射光
波晶片
透射光
线偏振光 ( D j 0 = 0 ,p ) 圆偏振光 (Dj0 =p 2,-p 2) 自然光
例
14/28
n1
i · · · · ·
·
i
· ·
n2 ·
·
·
i i n1
· ···· B
· · B·
光的偏振ppt课件
自然光
....
线偏振光 .
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
（1） I0 cos2 1 I0
2
32
解得 ＝ 54044
（2） I0 cos2 I0
2
3
解得 ＝ 35016
【例题13-2】光强为 I0 的自然光相继通过偏振片P1、P2、P3 后光强为I0 /8，已知P1 P3，问：P1、P2间夹角为何？
解: 分析
I0
P1
I1
P2
P3
I2
I3=I0/8
e光
线偏振光
3. 晶体的光轴
当光在晶体内沿光轴方向传播时不发生双折射。
光轴是一特殊的方向,凡平行于此 光轴
方向的直线均为光轴。
102o
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
78o 78o 102o
4. 主平面(光的传播方向与晶体光轴构成的平面)
·
光轴
·
o光
光轴
e光
(o光振动垂直o 光主平面)
i0 — 布儒斯特角或起偏角
•
i • n1
•
•
i
b
0
n1 sin i0 n2 sin γ n2 sin(900 i0 ) n2 •
双折射_实验报告
一、实验目的1. 理解双折射现象，掌握双折射实验的基本原理和操作方法。
2. 学习利用尼科尔棱镜观察双折射现象，观察和分析不同物质的折射率。
3. 理解光的偏振现象，掌握布儒斯特定律。
二、实验原理1. 双折射现象：当一束光线入射到各向异性介质（如晶体）时，光线在介质中传播方向会发生改变，形成两束折射光线，这种现象称为双折射现象。
2. 尼科尔棱镜：尼科尔棱镜是一种特殊的偏振片，其作用是使一束非偏振光分解为两束相互垂直的偏振光。
3. 布儒斯特定律：当一束光线入射到介质表面时，若入射角等于布儒斯特角，则反射光为完全偏振光。
三、实验器材1. 尼科尔棱镜2. 双折射晶体（如方解石）3. 平行光管4. 光具座5. 量角器6. 毛玻璃7. 铅笔8. 记录纸四、实验步骤1. 将平行光管置于光具座上，调整光源，使光束平行。
2. 将双折射晶体放置在平行光管的光路上，调整晶体位置，使光束穿过晶体。
3. 在晶体后面放置尼科尔棱镜，调整尼科尔棱镜，使晶体出射的光束通过棱镜。
4. 观察光束在尼科尔棱镜后面的现象，记录观察结果。
5. 改变入射角，重复步骤4，观察不同入射角下的现象。
6. 记录观察结果，包括光束在尼科尔棱镜后面的现象、入射角、反射光和折射光的情况。
7. 利用布儒斯特定律，计算晶体的折射率。
五、实验数据及结果1. 观察结果：入射角/度尼科尔棱镜后面的现象0 光束穿过晶体后无变化30 光束穿过晶体后变为两束光线45 光束穿过晶体后变为两束相互垂直的光线60 光束穿过晶体后变为两束光线，其中一束光线在晶体内部发生偏振90 光束穿过晶体后变为两束光线，其中一束光线在晶体内部发生偏振2. 计算折射率：根据布儒斯特定律，入射角等于布儒斯特角时，反射光为完全偏振光。
设入射角为θB，折射率为n，则有tanθB = n。
由观察结果可知，当入射角为45度时，光束穿过晶体后变为两束相互垂直的光线，此时入射角等于布儒斯特角。
因此，n = tan45° = 1。
光的偏振和体的双折射
第五章 光的偏振和晶体的双折射§ 5.1光的偏振态偏振：振动方向相对于传播方向的不对称性。
一．光是横波1、 光是电磁波——横波2、 用二向色性晶体（电气石晶体、硫酸碘奎宁晶体）检验——横波。
最初的器件是用细导线做成的密排线栅（金质线栅，d=5.08×10-4mm ），光通过时，由于与导线同方向的电场被吸收，留下与其垂直的振动。
1928年，Harvaed 大学的Land （19岁）发明了人造偏振片，用聚乙烯醇膜浸碘制得。
到1938年，出现了H 型偏振片，原理相同。
3、名词起偏：使光变为具有偏振特性。
检偏：检验光的偏振特性。
透振方向：通过偏振仪器光的电矢量的振动方向。
二．光的偏振态偏振：振动方向相对于传播方向的不对称性。
对可见光，只考虑其电矢量。
1．自然光振动方向随机，相对于波矢对称。
光的叠加是按强度相加。
可沿任意方向正交分解，在任一方向的强度为总强度之半。
021I I自然光是大量原子同时发出的光波的集合。
其中的每一列是由一个原子发出的，有一个偏振方向和相位，但光波之间是没有任何关系的。
所以，他们的集合，就是在各个方向振动相等、相位差随机的自然光。
在直角坐标系中，一列沿z 向传播、振动方向与X 轴夹角为θ的光，在X 方向的振幅为θθcos A A x =，由于各个光波在X 方向的总强度是光强相加，故有22022220cos )(A d A d A I x x πθθθππθ===⎰⎰同理2A I y π= 而总光强22022A d A I πθπ==⎰，故021I I I y x == 2．平面偏振光（线偏振光）只包含单一振动方向的电矢量。
在任一方向的光强θθ20cos I I =，马吕斯定律。
用偏振片可以获得平面偏振光。
偏振仪器（起偏器）的消光比=最小透射光强/最大透射光强 3．部分偏振光 介于自然光和线偏光之间。
偏振度=（I MAX -I MIN ）/（I MAX +I MIN ） 4．圆偏振光电矢量端点轨迹的投影为圆。
光的偏振和晶体的双折射
E(t, z) Ex x Ey y Ax cos(t kz)x Ay cos(t kz ) y
椭圆长轴或短轴与坐标轴的夹角
tg2
2Ax Ay Ax 2 Ay 2
cos
可以容易得到电矢量的旋转方向，即
I, II,右旋 III, IV,左旋
第八章光的偏振和晶体的双折射
光的偏振态及其数学表示 晶体的双折射及双折射晶体的参数
晶体中的波面及折射率椭球 晶体光学器件：偏振棱镜和波晶片
偏振光的干涉 旋光
人工双折射及其应用
光是横波 ,具有偏振特性
偏振：振动方向相对于传播方向的不对 称性。
对可见光，只考虑其电矢量。
E
H
k
自然光
振动方向随机，相对于波矢对称。 光的叠加是按强度相加。
等等。 双轴晶体：云母、蓝宝石、橄榄石、硫黄等，
等等。
2、主截面：入射界面（晶体表面）的法线与 光轴形成的平面。是与晶体相关的，与光线无 关。
3、主平面：晶体中的光线与光轴所形成 的平面。
o光主平面， e光主平面。
o光：振动方向垂直于主平面，即电矢量 垂直于光轴。
通过选择合适的入射方向，可以使入射 面与主截面重合。
用方解石晶体制成
方解石晶体是冰洲石晶体的一种，即CaCO3， 是碳酸钙的六角晶系
每一个平行四边形表面有
1020
一对约为102o和78o的角
780
780
光轴通过三个钝角构成的
1020
780
顶点，并与三个表面成相等角度A 1020
1020
1020 C
偏振光与双折射相关概念详解(精)
1、 阐明白然光、平面偏振光、部份偏振光、圆偏振光 和椭圆偏振光的概念及其检验方法C2、 了解由反射、折射和二向色性晶体所产生的偏振； 掌握布儒斯特定律的马吕斯定律。
3、 叙述单品体双折射的特点，说明惠更斯作图法，阐 明儿种偏振仪器的作用。
4、 叙述1/4波晶片的作川，分析平行平而偏振光干涉的 条件及其实现的方法。
阐明偏振光的干涉及应用。
§5・1光的偏振性马吕斯定律一.光的偏振状态1.线偏振光•线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解第五章光的偏振(D面对光的传播方向看2.自然光自然光的光矢量在所有可能的方向上，且振幅E 相等.® ©没有优势方向自然光的分解一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的X 等幅的.不相干的线偏振光。
•自然光的表示法:3・部分偏振光= E cos a=£sinay•线偏振光的表示法:光振动垂直板面光振动平行板面X某一方向的光振动比与之相垂直方向的光振动占优毎的光.fb㊉部分偏振光部分偏振光的分解•部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的.不 等幅的、不相干的线偏振光.垂直板面的光振动较强4•圆偏振光和椭圆偏振光偏振面随时间旋转的光为圆或椭圆偏振光• 迎着光线看,光矢量顺时针旋转为右旋偏振光.•部分偏振光的表示法:丨丨• M平行板面的光振动较强 X二.偏振片的起偏和检偏1. 起偏和检偏•起偏:从自然光获得偏振光.•起偏原理:利用某种光学的不对称性. •起偏器：起偏的光学器件-•检偏:检验偏振光9起偏器也就是检偏器.2.偏振片如利用某些物质能吸收某一方向的光振动，而让 与这个方向垂直的光振动通过的性质（二向色性）制 成起偏器.这种起偏器叫偏振片•非偏振光3.起偏示意图4.检偏用偏振器件分析-检验光的偏振态・电气石晶片偏振化方向 （透光方向）线偏振光/;,」__自然光思考：当偏振片旋转时.7不变T?是什么光/变，有消光T?是什么光 /变，无消光T?是什么光马吕斯定律( 1809 )a = 0，I = ^miix = ‘0偏振化方向 (透光方向iaI = I Q COS a消光例题有两个偏振片，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30。
《双折射偏振棱镜》课件
工作原理
入射光
自然光入射到双折射偏振棱镜上。
双折射
由于两个直角棱镜的折射率不同，入射光 在两个棱镜之间发生双折射现象，分解成 两个偏振方向相互垂直的线偏振光。
反射与透射
出射光
两个线偏振光分别在两个棱镜上反射和透 射，由于棱镜的高反射性和高透光性，使 得两个线偏振光能够完全分离。
两个线偏振光作为出射光从双折射偏振棱 镜中射出。
光学信号处理
信号分离
在光学信号处理中，双折射偏振棱镜用于分离不同偏振状态的光信号，从而实 现多通道信号的解调。
增强信号质量
通过使用双折射偏振棱镜，可以有效地滤除噪声和干扰，提高信号的质量和信 噪比。
光学通信
高速光数据传输
在光纤通信中，双折射偏振棱镜用于实现高速光数据的传输和解调，从而提高通 信系统的数据传输速率和可靠性。
偏振棱镜的性能。
结构设计
优化双折射偏振棱镜的结构设 计，以改善其光学性能和机械 稳定性。
表面处理
对双折射偏振棱镜的表面进行 抛光和镀膜处理，以提高其光 学质量和耐久性。
制造工艺
采用先进的制造工艺，如精密 加工和超精密加工技术，以确 保双折射偏振棱镜的制造精度
和一致性。
05 双折射偏振棱镜的发展趋势与展望
特性
具有高透光性、高反射性、高偏 振度等特点，广泛应用于光学仪 器、激光技术、光通信等领域。
结构与组成
结构
双折射偏振棱镜由两个直角棱镜组成 ，两个棱镜的折射率不同，使得入射 的自然光在两个棱镜之间产生双折射 现象。
组成
主要由石英、方解石等光学材料制成 ，具有稳定的物理和化学性质，能够 保证长期使用过程中性能的稳定性。
并被利用。
偏振度
偏振分光棱镜的基本原理
偏振分光棱镜的基本原理偏振分光棱镜是一种广泛应用于物理、光学、光电等领域的重要仪器，它可以将一个入射光束分解成两个偏振方向不同的光束。
它具有很高的光学性能和稳定性，被广泛应用于各个领域。
那么，偏振分光棱镜的基本原理是什么呢？下面我们来一起分步骤阐述。
第一步：偏光片偏振分光棱镜的基本原理是利用偏振片对光的偏振状态进行选择和分解。
偏振片是一种能够选择特定偏振方向的光学元件。
当一个光波垂直入射到偏振片上时，便能够从光波中选出与偏振片自身方向相同的偏振部分，而过滤掉与偏振片方向相垂直的偏振部分。
因此，偏振片可以筛选出一个特定偏振方向的光波。
第二步：透镜偏振分光棱镜通常采用一个透镜对入射光束进行聚焦。
透镜可以将光束的展向进行调整，使得聚焦后的光线更容易被偏振片筛选出特定的偏振方向。
第三步：二分光镜接下来，入射光束会被一个称为“二分光镜”的元件分为两束光线，每束光线的偏振方向相互垂直，且光线的强度相等。
二分光镜通常由一块等轴双凸透镜构成，通过将入射光束分成两个偏振方向不同的光束。
第四步：反射镜分出两束光线之后，每束光线都会被反射镜反射。
反射镜的作用是改变光线的传播方向，并保持其偏振状态不变。
此时，多次运动的光线分别沿着两个方向移动。
第五步：重合镜最后，两束光线会在一个被称为重合镜的元件上汇合。
由于两束光线的偏振方向不同，当他们汇合在一起时，两束光将在不同的方向上强度叠加。
这种叠加在光学上被称为干涉。
综上所述，偏振分光棱镜的基本原理是将入射光束分解成两个偏振方向不同的光束，并在重合镜上将两束光线干涉叠加。
该仪器在科学研究、工程技术、医学诊断等领域中发挥着重要的作用。
【精品】PPT课件 偏振与双折射实验29页PPT
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
光的偏振和双折射
或
将各方向的 E 投影到二个任意互相垂直的方向 上，由于在所有可能的方向上 E 完全相等，所以在
任二个互相垂直的方向上光矢量的分量的和相等。 自然光也可以表示为：
Leabharlann 传播方向 图中：“︱”表示 在板面内的分振动 E “●”表示 E 垂直板面的分振动
二个相互垂直的光振动，光强各占一半
tgib n2 n1
12
ib
n2
布儒斯特定律：当自然光以布儒斯特 角 ib 入射到二介质界面时，反射光为 完全偏振光，振动方向⊥入射面
三. 应用
1. 测量不透明介质的折射率 让光线入射到不透明的介质上，改变入射角i 并测反 射光线的偏振化程度，当反射光线为完全偏振光时， 入 射角 ib 即为布儒斯特角，即：
4
2. 偏振化方向： 偏振片允许通过的光振动的方向。
偏振片 自然光I0
线偏振光I
1 2
偏振化方向
I
I0
※不是只有一个振动方向 的光可以通过偏振片，其他方 向振动的光在偏振化方向的分 量均可以通过偏振片。
偏振片 自然光I0
线偏振光I
1 2
偏振化方向
I
I0
※自然光不是只有2个方 向的振动，在 0~2p 内有无数 个振动方向。
光
的
光的偏振与双折射
光的偏振与双折射在我们日常生活和科学研究的广阔领域中，光的偏振与双折射现象是两个极为重要且有趣的光学概念。
当我们谈到光，通常会想到那明亮而无所不在的光线，照亮我们的世界。
然而，光的性质远比我们直观感受到的要复杂和丰富。
其中，偏振和双折射就是光的一些不那么显而易见但却充满魅力的特性。
让我们先来了解一下光的偏振。
想象一下，光是由无数个微小的电磁波组成的，这些电磁波在空间中振动传播。
在一般的自然光中，光的振动方向是随机的，各个方向都有。
但是，当光通过某些特殊的装置或介质后，它的振动方向会被限制在一个特定的方向上，这时候光就变成了偏振光。
就好像一群毫无秩序乱跑的孩子，经过引导后，都朝着一个方向前进。
偏振光在很多领域都有重要的应用。
比如，在 3D 电影中，就是利用了偏振光的原理。
我们戴上的 3D 眼镜，其实就是两个不同偏振方向的镜片。
通过让左右眼分别看到不同偏振方向的光，从而在我们的大脑中产生立体感。
再来说说双折射现象。
当一束光入射到某些晶体中时，会分裂成两束折射光，这就是双折射。
这两束光的传播速度和偏振方向都有所不同。
就好像一条道路突然分成了两条不同的路径。
双折射现象在很多方面都具有重要意义。
在光学仪器中，比如偏光显微镜，就是利用双折射来观察和分析样品的结构。
通过观察样品在偏振光下的表现，可以获取关于其晶体结构、应力分布等重要信息。
为了更深入地理解光的偏振和双折射，我们需要了解一些相关的物理原理。
光是一种电磁波，其电场和磁场的振动方向相互垂直，并且都垂直于光的传播方向。
对于偏振光来说，其电场的振动方向被限制在一个特定的平面内。
而双折射现象的产生，是由于晶体内部的结构具有各向异性。
也就是说，晶体在不同方向上的物理性质是不同的。
这导致了光在晶体中传播时，其传播速度和偏振状态会发生改变。
在实际的实验和观察中，我们可以通过一些简单的方法来验证光的偏振和双折射现象。
例如，使用偏振片来检测光是否偏振。
当偏振片的偏振方向与光的偏振方向一致时，光可以通过；当两者垂直时，光被阻挡。
偏振分光棱镜
偏振分光棱镜Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020偏振分光棱镜偏振分光棱镜能把入射的非偏振光分成两束垂直的线偏光。
其中P偏光完全通过，而S偏光以45度角被反射，出射方向与P光成90度角。
此偏振分光棱镜由一对高精度直角棱镜胶合而成，其中一个棱镜的斜边上镀有偏振分光介质膜偏振分光棱镜（PBS）是一种将一束入射光分成传播方向互相垂直的两束光的光学元件。
但与一般的光学分束元件不同，由它分出的两束光之间有特殊的关系，即：它们都是线偏振光，且偏振方向互相垂直。
如下图所示。
偏振分光棱镜提问：Q1：一束自然光入射到PBS上，请问透射光和反射光的偏振方向分别是什么？Q2：如果一束正交线偏振（P，S）光入射，请问透射光和反射光的状态？这里面涉及了几个物理光学概念，容易使人混淆（至少我是混淆了好几年），今天好好梳理一下：（1）偏振，（2）双折射，（3）晶体（1）偏振 polarization偏振是光的一种固有属性，偏振态是光的一个独立参数。
如果要完整的描述一个/束光的性质，除了频率/波长，振幅/强度，传播方向之外，还需要对它的偏振态进行描述。
所谓【偏振光】，是指这光的电矢量（E）的振动方向具有一定的规律。
偏振状态可分为：线偏振，椭圆偏振（特殊情况下是圆偏振）。
例如，对于线偏振光，它的电矢量只沿着一个方向做往复振动。
而【非偏振光】，如自然光，它们的电矢量的振动是杂乱无章的，既不朝着某些相同的方向，振动时又不具有固定的时间对应关系（没有固定相位），因此，它们的振动是随机的，没有固定规律的。
在【偏振光】的概念里，为了描述振动方向的相互关系，对于最基本的线偏振光（通过它可以组合成椭偏光，当然反之也可以），我们通常用p光和s光来区分。
其中，p光表示振动方向与入射面平行的线偏振光，s光表示振动方向与入射面垂直的线偏振光。
以上是偏振的基本概念。
（2）双折射 briefringence【双折射】是一种光学现象。
双折射引起的光的偏振
注意：一般情况 O、e二光的光振 动并不完全垂直 有一定大小的夹 角，e光也不在主 截面内。
ˆ n
让光垂直于光轴入射，对 入射面与主截面重合时， 不同的晶体，e光折射率：n e可以>也可<n0 v e可以>也可<v0 78º 正晶体-- v0 ve 负晶体-- v0 ve
光轴
78º
光轴
e光
二．寻常光和非寻常光（1687年惠更斯研究） 1、两束光均是偏振光： 一束叫寻常光（O光） 一束叫非寻常光（e光）
2、O光遵守折射 定律；而e光不 遵守所知的折 射定律。
e光
O光
自然光
方解石
sin i0 sin i C （与入射角无关 对O光： no const e光在晶体中传播 n 为什么？ 且为定值） sin r0sin r v 光速是变化的。 对e光： sin ie （与入射角有关 ne (i ) const 且不为定值） sin re
1、入射面与主截面平行的情况 （负晶体） A）光轴与晶体表面有一夹角（斜入射）
光轴
光轴
晶体
o光
e光
1、入射面与主截面平行的情况 （负晶体） B）光轴与晶体表面有一夹角（正入射） 自然光 光轴
C）光轴与晶体表面平行（正入射） （负晶体） 自 然 光 v 结论： 0 ve n0 ne有双折射。 光轴 o光
O、e二光通过晶体 后被分得很开，从 而获得偏振光。
光 轴
vo ve
e光
e光
光
六、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、放立体电影 原理：利用人眼的双眼效应 一只眼睁开， 双眼睁开 一只眼关闭
rochon棱镜原理
rochon棱镜原理
Rochon棱镜是一种用于分离偏振光的光学元件。
它是由两个具有不同折射率的晶体棱镜组成的，通常是用于分离线偏振光和平面偏振光。
Rochon棱镜的原理基于双折射现象，这种现象是指在某些晶体中，光线会分成两个偏振方向不同的成分。
当非偏振光通过Rochon棱镜时，它会被分成两束不同偏振方向的光线。
这是因为Rochon棱镜的两个晶体棱镜具有不同的折射率，导致光线在通过时发生不同程度的偏折。
其中一束光线被称为普通光，另一束被称为非普通光或者称为不同偏光。
这种分离偏振光的原理使得Rochon棱镜在光学仪器中应用广泛，特别是在测量和分析偏振光方面。
此外，Rochon棱镜还可以用于调节偏振光的强度和方向。
通过旋转棱镜，可以改变通过的偏振光的强度和偏振方向，这使得Rochon棱镜在一些光学实验和应用中非常有用。
总的来说，Rochon棱镜的原理基于双折射现象和不同折射率的晶体棱镜，它能够分离偏振光并调节偏振光的强度和方向，因此在光学领域具有重要的应用价值。
辽宁佩林布洛卡棱镜的原理
辽宁佩林布洛卡棱镜的原理佩林布洛卡棱镜（Peilin-Broca prism）是一种常用的光学仪器，主要用于测量和分析光的偏振现象。
它由两个正方形棱镜构成，棱镜之间有一个空气间隙，使得光线在通过佩林布洛卡棱镜时发生偏折和偏振。
佩林布洛卡棱镜的原理可以通过折射和多次反射来解释。
当一束入射光线通过一个正方形棱镜时，它会发生两次折射和两次反射。
在棱镜的内部，光线会发生一次准直折射和一次内部反射，然后再次发生一次准直折射和一次反射。
佩林布洛卡棱镜的关键在于其内部的空气间隙。
空气间隙使得光线在通过棱镜时发生一次额外的偏折和分离，从而使得入射光线被分为两个成分：一是沿着普通光线传播的普通线偏振光，二是沿着特殊光线传播的特殊线偏振光。
两个偏振光线以不同的方向传播，最终通过棱镜的第二个正方形棱镜发射出来。
佩林布洛卡棱镜的分离效果可以通过两个棱镜间的空气间隙的宽度来调节。
当空气间隙宽度为1/4显微米时，两个偏振光线的相位差为180度，即光线之间完全相消。
这时，只有一个成分的光线通过棱镜，称为消光状态。
当空气间隙宽度发生微小的改变时，两个偏振光线的相位差也会改变，从而使得通过棱镜的光线出现不同的亮度。
佩林布洛卡棱镜的应用广泛，特别是在光学偏振测量中。
通过测量光线的偏振状态和其在佩林布洛卡棱镜中透射的亮度变化，可以获取到有关光的偏振特性的重要信息，如偏振角、偏振方向和偏振强度等。
这种测量方法被应用于各种领域，包括材料科学、生物医学、地球科学和光电子技术等。
总之，佩林布洛卡棱镜利用折射、反射和空气间隙等原理，能够分离和测量光的偏振现象，为了更好地了解和应用光的偏振特性提供了重要的工具。
双折射 偏振棱镜
17 – 14
双折射 偏振棱镜
第十七章 波动光学
102 A
方解石晶体
光轴 在方解石这
光轴
102
102
78
78 78
B 光轴
类晶体中存在一个特殊
的方向，当光线沿这一
方向传播时不发生双折
射现象 . 称这一方向
为晶体的光轴.
17 – 14
双折射 偏振棱镜
第十七章 波动光学
主截面 当光在一晶体表面入射时，此表 面的法线与光轴所成的平面. 当入射面是主截面时， O 光的振动垂直 主截面； 光的振动平行于主截面.
17 – 14
一
双折射 偏振棱镜
第十七章 波动光学
双折射的寻常光和非寻常光
折射定律
双折射现象
方解石晶体
i
n
玻璃
恒量
动光 学 光学 波动
sin i n sin
17 – 14
双折射 偏振棱镜
第十七章 波动光学
光通过双折射晶体
17 – 14
双折射 偏振棱镜
第十七章 波动光学
寻常光线（o光）(ordinary rays) 服从折射定律的光线 非常光线（e光）(extraordinray rays) 不服从折射定律的光线 （一般情况，非常光线不在入射面内） 实验证明： O 光和 A
90
e
光均为偏振光.
B
o e D C o e
17 – 14
双折射 偏振棱镜
第十七章 波动光学
产生双折射的原因
寻常光线 在晶体中 各方向上传播速度相同.
光轴
c nΟ 常量 vΟ
非常光线 晶体中各 方向上传播速度不同,随 方向改变而改变.
光 折射 偏振
偏振片P1 单色自然光 偏振化方向
晶片C
偏振片P2 相干
屏
d
光轴方向 偏振化方向
2、相位关系 通过晶体C后： 再通过P2 后：
2πd
此两束光合成为一束椭圆偏振光。
ne no
A1 P1 C Ae Ao A2o A2e P2
2πd ne no π
成为两束相干光。
· i ·· cΔt · · · · ·
re
r0
veΔt
光轴
o
· 晶体 · · · o
e e
在这种特殊的情况下，对e 光也可以用 折射定律。
3、光轴与晶体表面斜交，自然光垂直入射
· · · ·
晶体
光 轴
o e o e
· · · · · ·
· · · 光 · 轴 · 方解石 · o e
这正是前面演示的情形。 此时e光的波面不再与其波射线垂直了。为 什么？
e光折射线也不一定在入射面内。
双折射会映射出双像
【演示】方解石的双折射
···
e o
e
·· ·
方解石
以入射方向为 轴旋转方解石
偏 振 片
o
双折射的两
束光振动方 向相互垂直
方解石
当方解石晶体旋转时， o 光的像不动， e光的像围绕 o 光的像旋转。
e光的像
纸面
双 折 射
光 光
o光的像
方解石 晶体
晶片C
不相干
偏振片P2
相干
屏 光轴方向 偏振化方向
二、偏振光干涉的分析
A1 P1 C 不相干 1、振幅关系 Ae 相干 Ao 在P1 后： Ao A1sin P2 A2e A2o Ae A1cos 在P2 后：A2o Ao cos A1 sin cos
偏振分束棱镜原理
偏振分束棱镜原理
偏振分束棱镜是一种光学器件，用于将一个入射光束分成两个偏振光束。
它是由一个三角形棱镜和一个偏振器组成的。
当入射光束通过偏振分束棱镜时，它被分成两个偏振光束，一个是p偏振光束，一个是s偏振光束。
其中，p偏振光束沿着棱镜表面的平面偏振，s偏振光束则垂直于棱镜表面的平面偏振。
偏振分束棱镜的原理是利用棱镜的折射和反射作用，将入射光束沿着不同方向分离出来。
当入射光束通过棱镜时，由于不同偏振方向的光线在棱镜内的折射率不同，因此被分成两个沿不同方向传播的偏振光束。
其中，p偏振光束的折射率比s偏振光束的折射率大，因此p偏振光束向棱镜内弯曲，s偏振光束则向棱镜外弯曲。
偏振分束棱镜广泛应用于光学测量、通信、激光技术等领域。
它可以将入射光束分成两个偏振光束，方便进行各种光学实验和研究。
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实验证明： O 光和 e 光均为偏振光.
A
B
o
e D
C
oe
12 双折射 偏振棱镜
波动光学
由于方解石结构中存在[CO3]平 面三角形，而且在结构中它们是平 行排列的，所以导致方解石晶体在 平行于[CO3]平面三角形方向上的折 射率与垂直该方向的折射率相差很 大，因此，方解石具有很大的双折 率。
12 双折射 偏振棱镜
波动光学
产生双折射的原因
寻常光线 在晶体中
各方向上传播速度相同.
光轴
c nΟ vΟ 常量
非常光线 晶体中各
ve
方向上传播速度不同,随
方向改变而改变.
c ne ve
ne 为主折射率
O光波阵面
vO
e 光波阵面
12 双折射 偏振棱镜
方解石晶体
光轴 在方解石这 类晶体中存在一个特殊 的方向，当光线沿这一 方向传播时不发生双折 射现象 . 称这一方向 为晶体的光轴.
波动光学
12 双折射 偏振棱镜
波动光学
主截面 当光在一晶体表面入射时，此表 面的法线与光轴所成的平面.
当入射面是主截面时， O 光的振动垂直
e 主截面； 光的振动平行于主截面.
光轴
109 0
710
光轴
1090
710
e光
o光
12 双折射 偏振棱镜
二 尼科耳棱镜
波动光学
90 A 48
68
B
加拿大树胶 D
i
双折射现象
方解石晶体
n
玻璃
sin i n 恒量
sin
波 动动光光学学
12 双折射 偏振棱镜
双折射 偏振棱镜
波动光学
寻常光线（o光）(ordinary rays)
服从折射定律的光线 非常光线（e光）(extraordinray rays)
不服从折射定律的光线 （一般情况，非常光线不在入射面内）
波动光学
102 A 光轴
102 102
78
78
78
B 光轴
12 双折射 偏振棱镜
各向同性介质的折射
波动光学
12 双折射 偏振棱镜
各向异性介质的折射
波动光学
12 双折射 偏振棱镜
各向异性介质的折射
波动光学
12 双折射 偏振棱镜
各向异性介质的折射
波动光学
12 双折射 偏振棱镜
各向异性介质的折射
e光
O光
C
no 1.658 ne 1.486
n胶 1.55
12 双折射 偏振棱镜 尼科耳棱镜可用于起偏和检偏
波动光学
0 90
12 双折射 偏振棱镜
波动光学
碧玺宝石的双折射：碧玺宝石一个非常显著的特 性是其强的多色性，寻常光方向的颜色比非寻常光 方向的颜色深。
12 双折射 偏振棱镜
红宝石、蓝宝石的双折射重影
波动光学
12 双折射 偏振棱镜
方解石的双折射
波动光学
12 双折射 偏振棱镜
波动光学
一 双折射的寻常光和非寻常光
折射定律