椭圆和圆偏振光的产生与四分之一波片的作用

椭圆和圆偏振光的产生与四分之一波片的作用

波片是从单轴双折射晶体上平行于光轴方向截下的薄片。若平面偏振光垂直入射波片，且其振动面（振动方向

与传播方向所确定的平面）与波片的光轴成α角，则在波片内入射光被分解成振动方向互为垂直的两束平面偏振光

，称为o光和e光，如图所示。它们的传播方向一致，但在晶体内因传播速度不同而产生一定的相位差，当它们经过

厚度为d的波片时，光程差为,即相应的相位差为:

式中λ为入射光波长，和分别为波片对o光和e光的折射率。

显然，通过波片后的的偏振光，将是沿同一方向传播的两个平面偏振光叠加的结果。由于o光和e光的振幅不等

，有一定相位差，且振动方向互相垂直，一般合成为椭圆偏振光。椭圆的形状随o光和e光的相位差值的不同而改变

。对于同种波片，决定椭圆形状的因素是入射光的振动方向与波片光轴的夹角α以及波片的厚度。

若相位差△Ф=2kπ,k=1、2、3…，则

故波片的厚度为波长的整数倍，称为全波片，从波片透射的光为平面偏振光。

若△Ф=（2k+1）π，k=1、2、3…，则波片称为1/2波片(或λ/2片)，它的最小厚度为：

从波片透射出的光为平面偏振光，但振动面相对于入射光转过2α角。

若△Ф=（2k+1）π/2, k=1、2、3…，则波片称为1/4波片(或λ/4片)，其最小厚度为：

这时一般从波片透射出的光为椭圆偏振光。但是，当α=0或α=π/2时，透射光为平面偏振光；当α=π/4时，透射

光为圆偏振光，如图所示。