椭圆和圆偏振光的产生与四分之一波片的作用

偏振光经过1_4波片后偏振态的变化

x y ' x ' y x y ' x ' y λ /4
椭圆偏振光入射
分析同上，若入射光是右旋或左旋椭圆偏振光，出射光是光矢量与 x 轴成 ± θ 角的线偏振光． 1 ± i π 1 ( 3 ) 波片快轴和 x 轴方向成 ± ，波片的琼斯矩阵 Pλ / 4 = ． 4 樤2 ± i 1 珟珟 ' ' E E cos θ x x 若入射光是右旋椭圆偏振光，即珟经过波片的出射光为 = ， 1 / 4 : = 珟 ' － isin θ Ey E'y 珟 E cos θ cos θ± isin θ x 1 ，是椭圆偏振光．若入射光是左旋椭圆偏振光，即珟 = ，经过 1 / 4 波片的樤 2 ± icos θ － sin θ isin θ Ey 珟 ' E cos θisin θ x 1 出射光为珟 = ，是椭圆偏振光． ' 樤 2 ± icos θ + sin θ Ey 综上，椭圆偏振光通过 1 / 4 波片，椭圆主轴与波片快 ( 慢 ) 轴一致时，出射光为线偏振光 ; 椭圆主轴与波片快 ( 慢 ) 轴成任意角时，出射光为椭圆偏振光． 2． 2． 3 圆偏振光 1 0 ( 1 ) 波片快轴沿 y 方向，波片的琼斯矩阵 Pλ / 4 = －． 0 －i 珟珟 ' E E 1 1 x x 1 1 若入射光是右旋圆偏振光，即珟 = ，是光矢，经过 1 / 4 波片的出射光为 : 珟 = ' 樤2 －i 樤2 －1 Ey Ey 珟 E 1 x 1 量与 x 轴成－ π / 4 的线偏振光．若入射光是左旋圆偏振光，即珟 = ，经过 1 / 4 波片的出射光为 : 樤2 i Ey 珟 ' E 1 x 1 = ，是光矢量与 x 轴成 π / 4 的线偏振光．珟 ' 樤2 1 Ey

毕业论文《偏振光的产生及其应用》

摘要：随着偏振光技术的发展，其在生活中的应用也越来越广泛，该文通过对偏振光的分析，全面地介绍了偏振光的分类、产生方法及应用。

在偏振光产生的介绍中，分别介绍了线偏振光、椭圆偏振光、径向偏振光的产生方法，并利用电场矢量进行了具体分析。

最后介绍了偏振光在生活和研究中的应用。

关键字：光学；偏振光；双折射；应用；布儒斯特棱镜；振动The Production and the Application of Polarized LightZHU Zhao-yi,GUO Li-shuai(Electrical Engineering College,Longdong University,Qingyang 74500,Gansu)Abstract:With the development of the polarized light’s technology,it is used in the field more and more widely.Based on the analysis of the polarized light and comprehensively introduces the classification, the generation methods and application of polarized light. In the polarized light generated introduction, this paper introduces linearly polarized light, ellipse polarized light, radial polarized light generated methods, and uses electric field vector carryig on the concrete analysis. At last, the paper introduces the polarized light the application in life and studying.Key Words: optics;polarized light; the double refraction;application;brewster prism;vibration 1 引言光是一定波段范围的电磁波，是由于传播方向垂直的电场和磁场交替转换的振动形成的。

上海交通大学物理实验报告(大一下)偏振光试验报告

实验报告姓名：王航班级：F0703028 学号：5070309025同组姓名：周智恺指导教师：实验日期：2008.3.24偏振光学实验【实验目的】1.观察光的偏振现象,验证马吕斯定律2.了解1/2波片,1/4波片的作用3.掌握椭圆偏振光,圆偏振光的产生与检测.【实验原理】1．光的偏振性光是一种电磁波，由于电磁波对物质的作用主要是电场，故在光学中把电场强度E 称为光矢量。

在垂直于光波传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动方向，通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。

如果光在传播过程中，若光矢量保持在固定平面上振动，这种振动状态称为平面振动态，此平面就称为振动面（见图１）。

此时光矢量在垂直与传播方向平面上的投影为一条直线，故又称为线偏振态。

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（见图2）。

2．偏振片虽然普通光源发出自然光，但在自然界中存在着各种偏振光，目前广泛使用的偏振光的器件是人造偏振片，它利用二向色性获得偏振光（有些各向同性介质，在某种作用下会呈现各向异性，能强烈吸收入射光矢量在某方向上的分量，而通过其垂直分量，从而使入射的自然光变为偏振光介质的这种性质称为二向色性。

）。

偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光——起偏，也可以用来鉴别线偏振光、自然光和部分偏振光——检偏。

用作起偏的偏振片叫做起偏器，用作检偏的偏振器件叫做检偏器。

实际上，起偏器和检偏器是通用的。

3.马吕斯定律设两偏振片的透振方向之间的夹角为α，透过起偏器的线偏振光振幅为，则透过检偏器的线偏振光的振幅为A，A=ɑ，强度I=，I=ɑ=Ｉɑ，为进入检偏器前（检偏器无吸收时）线偏振光的强度。

这就是１８０９年马吕斯在实验中发现的，所以称马吕斯定律。

显然，以光线传播方向为轴，转动检偏器时，透射光强度Ｉ将发生周期变化。

若入射光是部分偏振光或椭圆偏振光，则极小值部位０。

椭圆偏振光与园偏振光的产生和检验

§5.5 椭圆偏振光与园偏振光的产生和检验
一、圆偏振光和椭圆偏振光起偏晶体相移器件
1、椭圆和圆偏振光获得（思路及装置）（一种相移元件）
思路：根据振动方向相互垂直、频率相同的两个简谐振动能够合
成椭圆和圆的原理，可有双折射现象获得椭圆和圆偏振光。
分析：自然光入射到晶片上，
光轴
出射光仍为自然光。（无恒定的相位差）晶片
d
自然光透过晶片是得不到椭圆和圆偏振光的。 o e
线偏振光入射到晶片上，可分解为振动方向相互垂直的 e 光和 o 光。
晶片：光轴平行于表面的晶体薄片
出射光为振动方向相互垂直的、具有固定位相关
系的线偏振光椭圆和圆偏振光
2、椭圆和圆偏振光起偏装置（光路图）光轴
y
λ
Ae
A0
？ x
P2 A2e
若单色光入射，且d不均匀，则屏上出现等厚干涉条纹。色
若若dd均不匀均不匀变，，且而以以白白光光入入射射，，则则屏屏上上出出现现彩均色匀条的纹颜。色。偏振
色偏振：由于某种颜色干涉相消，而呈现它的互补色
如红色相消→绿色；蓝色相消→黄色
二、人为双折射
人为地造成介质的各向异性，而产生双折射。
A出
Ae 正最大时，Ao为负最大
A入
线偏振光振动面转过2 角度 A0出
A0入
1/2波片的作用—— 使线偏振光振动面转过2 角度
二、椭圆偏振光与圆偏振光的检偏
用1/4 波片C 和偏振片P 可把自然光与圆偏振光
（或部分偏振光与椭圆偏振光）区分开来。
自然光圆偏振光
自然光四分线偏振光之
一、偏振光的干涉
P1
AC
Ao

偏振光的研究和检测

1，自然光通过检偏器由于自然光具有轴对称性，将光强为Io的自然光中每一个光矢量都在x,y两个方向上分
解，因此有Ix=Iy=Io，这说明肉然光可以等效为等幅(Io/2) 、无确定相位关系、阻取向任意的两个正交的线偏振光。
如图44-1所示,Ip- θ曲线应为一条直线。
2.线偏振光通过检偏器——马吕斯定律马吕斯定律指出，一束如图44-2所示光强为Io的线偏振光，通过检偏器的透射光强为
人眼仅对光的强弱变化敏感，而无法直接感知光的各种偏振态，必须借助检偏器，研声透射光强的孪化来判定光的偏振态。检偏器(或起偏器)是二种只允许某一振动方向光通过的光学器件，当它用来产生线偏振光时称为起偏器，用来检验线偏振光时称为检偏器。常用的检偏器有两类：一类是利用材料对不同方向的电磁振动具有选择吸收特性的原理制成的，称为偏振片；另一类是用双折射晶体制成的特殊棱镜,如尼科耳棱镜,格兰棱镜等,这类棱镜的透光率和偏振度远高于偏振片。在检偏器上能够让电矢量充分透过的方向称为透振方向，记作P，与P正交的方向上的电矢量将被强烈吸收而无法透过，称为消光方向。
2.线偏振光的检验将起偏器的起偏角定在偏振方向为0”的位置，然后旋转检偏器找到光强最大的位置，
记录功率计的读数，而后每隔30”记录一次透射光强的数值，直到旋转一周后出现两次极大和两次“消光”。画出透射光强随角度变化的曲线与理论曲线相比较，验证马吕斯定律。
3. 1/4波片的摆正旋转检偏器使PA正交，在起偏器与检偏器之间放一1/4波片，调节波片使激光束通过
3.椭圆偏振光
角度 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 光强 0.08 0.34 0.99 1.30 1.02 0.42 0.08 0.34 0.95 1.26 0.99 0.34 0.08

偏振光干涉实验报告

偏振光干涉实验报告偏振光实验报告实验1. 验证马吕斯定律实验原理：某些双折射晶体对于光振动垂直于光轴的线偏振光有强烈吸收，而对于光振动平行于光轴的线偏振光吸收很少(吸收o光，通过e光)，这种对线偏振光的强烈的选择吸收性质，叫做二向色性。

具有二向色性的晶体叫做偏振片。

偏振片可作为起偏器。

自然光通过偏振片后，变为振动面平行于偏振片光轴(透振方向)，强度为自然光一半的线偏振光。

如图 P1、图2所示：P1 P2 图1 图2 θA 0 图1中靠近光源的偏振片P1为起偏器，设经过P1后线偏振光振幅为A0（图2所示），光强为I0。

P2与P1夹角为?,因此经P2后的线偏振光振幅为A?A0cos?，2光强为I?A0cos2??I0cos2?,此式为马吕斯定律。

实验数据及图形：从图形中可以看出符合余弦定理，数据正确。

实验2.半波片，1/4波片作用实验原理：偏振光垂直通过波片以后，按其振动方向（或振动面）分解为寻常光（o光）和非常光（e光）。

它们具有相同的振动频率和固定的相位差（同波晶片的厚度成正比），若将它们投影到同一方向，就能满足相干条件，实现偏振光的干涉。

分振动面的干涉装置如图3所示，M和N是两个偏振片，C是波片，单色自然光通过M变成线偏振光，线偏振光在波片C中分解为o光和e光，最后投影在N上，形成干涉。

偏振片波片偏振片图3 分振动面干涉装置考虑特殊情况，当M⊥N时，即两个偏振片的透振方向垂直时，出射光强为：I0(sin22?)(1?cos?)；当M∥N时，即两个偏振片的透振方向平行时，出射4I0(1?2sin2?cos2??2sin2?cos2?cos?)。

其中θ为波片光轴与M2I??光强为：I//?透振方向的夹角，δ为o光和e光的总相位差（同波晶片的厚度成正比）。

改变θ、δ中的任何一个都可以改变屏幕上的光强。

当δ=（2k+1）π（1/2波片）时，cosδ=-1，I??强最大，I//?02sin22?，出射光I0(1?sin2?)2，出射光强最小；当δ=[（2k+1）π]/2（1/4波片）时，cosδ=0，I??I0I(sin22?),I//?0(2?sin22?)。

光的偏振现象及应用

光的偏振现象及应用光的偏振是指光波中电场矢量振动方向的特性。

在自然光中，光的振动方向是随机的，即呈无偏振态。

然而，经过特殊材料的作用或特定物理现象的影响，光波的振动方向可以变得有规律，这就是光的偏振现象。

本文将就光的偏振现象的产生原理、分类和应用进行探讨。

一、光的偏振现象的产生原理光的偏振现象产生的原理是光波在传播过程中与介质或其他物理现象相互作用，使光波的电场矢量振动方向发生变化。

常见的光的偏振现象产生原理包括：1. 材料吸收偏振：当光波穿过介质时，材料分子对具有特定振动方向的电场矢量进行吸收，使得光波的偏振方向发生变化。

2. 反射偏振：当光波从介质界面上反射时，与介质界面垂直的方向上的光波电场分量被吸收或折射，而平行于界面的电场分量则被反射，使得反射光线偏振。

3. 散射偏振：当光波与物体表面或介质中的微粒相互作用时，光波的电场矢量会在特定方向上被散射，使得散射光线产生偏振。

二、光的偏振现象的分类根据光波的电场矢量振动方向的变化规律，光的偏振现象可分为线偏振、圆偏振和椭偏振三类：1. 线偏振：光波的电场矢量只在一个平面上振动，其偏振方向可以是水平、垂直或倾斜的。

线偏振光可以通过偏振片进行筛选，同方向振动的光波透过，垂直方向振动的光波被阻挡。

2. 圆偏振：光波的电场矢量绕光束的传播方向旋转，形成一个圆形轨迹。

圆偏振光可以通过偏振镜或光栅进行生成和分析。

3. 椭偏振：光波的电场矢量在平面上进行椭圆轨迹振动，既有水平分量又有垂直分量。

椭偏振光可以通过波片进行产生和研究。

三、光的偏振现象的应用由于光的偏振具有独特的性质，因此在许多领域有着广泛的应用。

以下列举了几个光的偏振应用的示例：1. 光学通信：光的偏振在光纤通信中起着重要的作用。

通过使用光的偏振调制技术，可以增加信息传输的容量和抗干扰能力。

2. 光电显示器：液晶显示器（LCD）利用电流控制液晶分子的方向，进而调节光的偏振状态，实现图像显示。

3. 3D影像技术：偏振成像技术被广泛用于制作3D影像，通过光的偏振状态的差异来再现真实场景的立体效果。

偏振光的产生和检测

偏振光的产生和检测偏振光是一种只在特定平面内振动的光波。

与非偏振光不同，非偏振光在所有方向上的振动幅度都相同。

偏振光在自然界中广泛存在，例如太阳光就是一种偏振光，自然界中的大部分生物都依赖偏振光进行导航。

此外，偏振光在现代科技领域也有着广泛的应用，如液晶显示、光纤通信等。

一、偏振光的产生1. 自然光的光源自然光是由太阳或其他恒星产生的。

由于太阳或恒星发出的光经过大气层时会受到气流、温度等影响，使得光发生折射和散射，从而使得光波在不同方向上具有不同的相位，进而在各个方向上振动幅度不同，形成自然光。

2. 偏振光的生成方法（1）线性偏振光线性偏振光可以通过偏振器生成。

偏振器是一种能够让光波在特定平面内通过，而在其他平面内则被阻挡的装置。

当自然光通过偏振器时，只有振动方向与偏振器的透振方向平行的光波可以通过，从而得到线性偏振光。

（2）圆偏振光和椭圆偏振光圆偏振光和椭圆偏振光可以通过特殊的装置生成，如线偏振光通过半波片和四分之一波片的组合。

当线偏振光的振动方向与四分之一波片的快轴方向成45度角时，通过四分之一波片后的光波将变为圆偏振光。

椭圆偏振光可以通过改变四分之一波片和半波片之间的夹角来获得。

二、偏振光的检测1. 偏振光检测的原理偏振光的检测主要是利用偏振片对光波的振动方向的筛选作用。

当偏振片的透振方向与光波的振动方向平行时，光波可以通过偏振片；当偏振片的透振方向与光波的振动方向垂直时，光波则被阻挡。

通过观察光波通过偏振片前后的强度变化，可以判断光波的偏振状态。

2. 偏振光检测的方法（1）线偏振光检测线偏振光可以通过偏振片进行检测。

当线偏振光通过偏振片时，如果光波的振动方向与偏振片的透振方向平行，则光波可以通过；如果光波的振动方向与偏振片的透振方向垂直，则光波被阻挡。

通过改变偏振片的透振方向，可以观察到光强的变化，从而判断光波的偏振方向。

（2）圆偏振光和椭圆偏振光检测圆偏振光和椭圆偏振光的检测需要使用特殊的偏振片组合，如半波片和四分之一波片。

偏振光的观察与研究实验报告

偏振光的观察与研究研究λ/4波片对偏振光的影响考题内容：研究λ/4波片对偏振光的影响：1、按光路图使偏振片A和B 的偏振轴正交(消光)。

然后插入一片λ/4波片C(实际实验中要使光线尽量穿过元件的中心)。

2、以光线为轴先转动C使消光，然后使B转过360°观察现象。

3、将C从消光位置转过15°、30°、45°、60°、75°、90°，每次都将B转过360°，观察实验现象，将上面几次的实验结果记录在表中。

一、仪器使用顺序正常及仪器使用正确1、仪器使用顺序正常及仪器使用正确学生答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确标准答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确二、圆偏光和椭圆偏振光的产生1、将C从消光位置转过15°、30°、45°、60°、75°、90°，每次都将B转过360°，观察实验现象,将上面几次转动的实验结果记录在表中(请选择相应的答案,偏振片A的透振方向为0°)2、答案选项： A:光强发生变化,但不消光 B:光强发生变化,且消光 C:光强没有发生变化 D:某位置有光,其他位置消光 E:椭圆偏振光 F:圆偏振光 G:线偏振光 H:部分偏振光研究λ/2波片对偏振光的影响总分： 50本题得分：50考题内容：研究λ/2波片对偏振光的影响1：使偏振片A和B的偏振轴正交(消光)，并在A和B之间插入一个λ/2波片C。

2：以光线为轴将λ/2波片转动任意角度，破坏消光现象，再将B转动360°，观察消光现象。

改变C(λ/2波片)的慢（或快）轴与激光振动方向之间的夹角θ，使其分别为15°、30°、45°、60°、75°、90°、120°，转动B到消光位置θ′,记录角度θ′，并将记录填入下表：一、仪器使用顺序正常及仪器使用正确1、仪器使用顺序正常及仪器使用正确学生答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确标准答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确二、改变λ/2波片的慢（或快）轴与偏振片A的方向之间的夹角θ，使其分别为15°、30°、45°、60°、75°、90°、120°，转动B到消光位置θ′,记录角度θ′，并记录数据。

圆及椭圆偏振光的获得和检验

♀能否采用把两束光矢量相互垂直的光，改造成振动面相互平行的光？分振动面法（分波前法、分振幅法）
一、干涉装置及各光学元件的作用 p1 的作用是将自然光改造成线偏振光。
波片的作用:1) 分振动面把线偏振光分成振动相互垂直，
振幅不同的o光和e光；2)是产生固定的位相差
p2
c k (no ne )d
都是左旋的
与坐标系的取法无关
快轴就加，慢轴就减！
线偏振光通过1/4波片也可获得圆偏振光
• 如果入射光的电矢量与光轴间的夹角为45o
Ex Ax cos t E y Ay cos(t 0) Ex Ax cos t E y Ay cos(t )
例题：
• 平行自然光相继垂直照射到一透明物P和一个四
分之一波片Q上，无论P和Q怎样绕OO΄旋转，总
可以在Nicol棱镜N后得到一个消光位置。问：
1)入射到Q上的说什么光？ 2) P为何物？
P O Q
N
O΄
§5.7 平行偏振光的干涉
• 产生干涉的三个必要条件 • 线偏振光通过波晶片后可分成o光，e光。它们是两束光矢量相互垂直、频率相同、位相差恒定的光一般合成为椭圆偏振光。不会产生干涉！
I0 A12 2 c (1 cos n0 ne )d 相同的条件下，两偏振片平行和正交时，两者总相位差为π。 • 这两种情况的干涉光强互补，即
I I11 A0 C
2
若两偏振片正交，光强最大即
I I M A0
P1
o
e
P2
o
P1

e
P2
显色偏振现象
偏振片P 1 双折射晶体

偏振光的原理及应用

观察起偏器偏振化方向与1/4波片光轴方向夹角变化时光斑强度的变化，并判断透过1/4波片的光的偏振状态。
大
1/4波片转过的角度（°） 0
学物理实验
使检偏器P2转过360时观察到的光强变化
透过1/4波片的光的偏振态
15
30
45
60
75
90
大学物理实验
v
E
二互相垂直方向是任选的。
符号表示
大学物理实验
部分偏振光某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振光 .
符号表示
大学物理实验
偏振光（平面偏振光、线偏振光、完全偏振光）光振动只沿某一固定方向的光 .
符号表示
椭圆偏振光
大学物理实验
圆偏振光
大学物理实验
线偏振光、圆偏振光都是椭圆偏振光在特殊情况下的表示
大学物理实验
四、移相器件-波片和圆偏振光、椭圆偏振光的产生
波晶体中还存在一个特定的方向，当光从这个方向上进入材料时不会分成两束，符合一般的折射定律，这个特殊的方向就是材料的光轴方向。
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

2 o
2
实验仪器
大学物理实验
光学实验导轨、二维可调半导体激光器、激光功率指示计、偏振片、1/4波片、白屏
实验内容
大学物理实验
1. 起偏与检偏观察起偏器与检偏器的偏振化方向变化时光斑强度的变化
2. 验证马吕斯定律
记录起偏器与检偏器的偏振化方向夹角每变化10 时
o
光斑强度的变化，并作图。
3.用1/4波片产生圆偏振光与椭圆偏振光

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。

偏振光的产生及其应用

偏振光的产生及其应用作者：宋霄森来源：《科学与财富》2018年第08期摘要：振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志，只有横波才有偏振现象。

光波是电磁波，因此，光波的传播方向就是电磁波的传播方向。

光波中的电振动矢量E和磁振动矢量H都与传播速度v垂直，因此光波是横波，它具有偏振性。

具有偏振性的光则称为偏振光。

随着偏振光技术的发展，其在生活中的应用也越来越广泛，该文通过对偏振光的分析，全面地介绍了光的分类，产生方法及应用。

关键词：光学；偏振光；双折射；振动一、偏振光的定义及分类偏振光是指光矢量的振动方向不变，或具有某种规则地变化的光波。

按照其性质，偏振光又可分为平面偏振光（线偏振光）、圆偏振光和椭圆偏振光、部分偏振光几种。

如果光波电矢量的振动方向只局限在一确定的平面内，则这种偏振光称为平面偏振光，因为振动的方向在传播过程中为一直线，故又称线偏振光。

如果光波电矢量随时间作有规则地改变，即电矢量末端轨迹在垂直于传播方向的平面上呈圆形或椭圆形，则称为圆偏振光或椭圆偏振光。

如果光波电矢量的振动在传播过程中只是在某一确定的方向上占有相对优势，这种偏振光就称为部分偏振光。

光波是横波，即光波矢量的振动方向垂直于光的传播方向。

通常，光源发出的光波，其光波矢量的振动在垂直于光的传播方向上作无规则取向，但统计平均来说，在空间所有可能的方向上，光波矢量的分布可看作是机会均等的，它们的总和与光的传播方向是对称的，即光矢量具有轴对称性、均匀分布、各方向振动的振幅相同，这种光就称为自然二、偏振光的产生1. 直线偏振光的产生（1）利用反射的布儒斯特定律—玻璃片堆获取线偏振光自然光射到两种媒质的分界面上，要发生反射和折射，反射光和折射光都是部分偏振光，在反射光中，垂直于入射面的光振动比较强，在折射光中，平行于入射面的光振动比较强。

当入射角iB满足taniB=n2/n1时，反射光中，平行于入射面的光振动消失，反射光成为振动方向垂直于入射面的线偏振光，而折射光仍为部分偏振光，此即为布儒斯特定律。

圆偏振光、椭圆偏振光如何检验？

圆偏振光、椭圆偏振光如何检验？首先讨论它们产生的原理。

圆偏振光、椭圆偏振光产生的原理如图10— 2所示图10 — 2当一束自然光经起偏器后，得到线偏振光再入射到波片时，被分成E。

和Ee两个振动分量，由于它们在晶体内的传播速度不同，通过波片后产生一定的位相差，出射后两束光速度相同，合成后一般得到椭圆偏振光，o光相对e光的位相差为=2π/λ ×（no- ne）dd —波片厚度在满足以下两个条件时，出射光是圆片振光：1.起偏器的透光轴与波片的快（慢）轴夹角α= 45°2.两束光在波片中产生位相差=（2m +1）× π/ 2 (m = 0; ±1; ±2; )或Δ= ( no – ne ) d =（m + 1/ 4）λ可见，该波片是λ/4波片，因此线偏振光只有通过λ/4波片才可能产生圆偏振光。

如何检验圆偏振和椭圆偏振光呢？一般采用以下两种方法：1、让圆或椭圆偏振光透过检偏器，通过旋转检偏器观察能量变化，来确定光的偏振态。

2、将圆偏振或椭圆偏振光变换成线偏振光，再通过马吕斯定律进行检验为什么圆偏振光经1/8 波片后成为椭圆偏振光？圆偏振光相位差不是PI/2吗。

+PI/4后怎么就变成了线偏振光。

这个很好解释么，圆偏振光原来的相位差是pi/2，线偏振光的相位差是pi或者是0，除了这个之外，所有的相位差，造成的偏振态形状都是椭圆的。

圆偏振本来pi/2，你经过λ/8波片，相位差加pi/4，那你用你的原来的pi/2+pi/4=3pi/4，相位差既不是0，也不是pi，自然就不是线偏振光，所以自然是个椭圆偏振的，怎么可能变成线偏振的？还有你这个问题太诡异了，题目里面问，为什么变成椭圆光，内容里面却问怎么就变成线偏振光，你到底是要问什么？只有经过λ/4波片的圆偏振，才能变成线偏振，还有通常都没有人用什么λ/8波片，都是λ/4的或者λ/2的波片，不知道楼主从哪里看来的λ/8波片？λ/4波片合成椭圆偏振光的原理是什么原理就是给本来没有相位差或者相位差是pi的线偏振光，附加上了pi/2的相位。

光的偏振研究实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除光的偏振研究实验报告篇一：实验报告_偏振光的产生和检验【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)：3）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)：3）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)：3）结论(2分)：关系：根据数据可得，在误差允许的范围内，△?=2△?。

4．玻璃起偏与brewster角的测定1）器件光路示意图(2分)：2）brewster角ip的测量记录(1分)3）玻璃的折射率(3分)。

n?n0tanip?1.000277*tan51.8?玻璃折射率为n?1.271125【结论与讨论】1.由实验一可得，在振动方向与透视轴夹角从90°减少至0°过程中，透视光强度逐渐由零增至最大值，与马吕斯定律I=Iocos?相符合。

2.由实验二可得，当入射光与玻片夹角β=0°，透过检偏器的光强最小，可知透过1/4玻片得到的是沿玻片慢轴的线偏振光；当β=15°，旋转检偏器一周后，得到的光强呈周期性变化，且最小值与最大值差值较大，光强最大值小于实验一中线偏振光的光强，再根据I~?曲线图即可知透过1/4玻片得到的是椭圆偏振光；当β=45°，旋转检偏器一周后，发现得到的光强变化不大，且光强大小界于β=15°时椭圆偏振光的光强最大值和最小值之间，再根据I~?曲线图即可知透过1/4玻片得到的是圆偏振光。

3.由实验三可得，线偏振光经过1/2玻片后仍为线偏振光，振动方向旋转了2?（?为入射光的偏振方向与玻片慢轴方向的夹角）。

4.实验四产生较大误差，误差原因为由于光线变化较小，且很难做到消光。

偏振光学实验实验报告

一、实验目的1. 观察光的偏振现象，验证马吕斯定律。

2. 了解1/2波片和1/4波片的作用。

3. 掌握椭圆偏振光和圆偏振光的产生与检测。

二、实验原理光是一种电磁波，具有横波特性。

当光波通过某些介质时，其振动方向会被限制在某一特定方向上，这种现象称为光的偏振。

偏振光可分为线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。

马吕斯定律描述了线偏振光通过偏振片时的光强变化。

当线偏振光的振动方向与偏振片的透振方向一致时，光强最大；当两者垂直时，光强为零。

1/2波片和1/4波片是常用的偏振元件。

1/2波片可以将线偏振光变为椭圆偏振光或圆偏振光，而1/4波片可以将椭圆偏振光或圆偏振光变为线偏振光。

三、实验仪器1. 自然光源2. 偏振片3. 1/2波片4. 1/4波片5. 硅光电池6. 检偏器7. 光具座8. 透镜9. 光屏10. 毫米刻度尺四、实验步骤1. 将自然光源放置在光具座上，调整光路使其成为平行光。

2. 将偏振片放置在光具座上，使入射光通过偏振片。

3. 将检偏器放置在光具座上，调整其位置，使透过偏振片的光能够照射到检偏器上。

4. 观察检偏器上的光强变化，记录光强最大和最小时的偏振片角度。

5. 将1/2波片放置在光具座上，调整其位置，使透过偏振片的光能够照射到1/2波片上。

6. 观察1/2波片后的光强变化，记录光强最大和最小时的1/2波片角度。

7. 将1/4波片放置在光具座上，调整其位置，使透过1/2波片的光能够照射到1/4波片上。

8. 观察1/4波片后的光强变化，记录光强最大和最小时的1/4波片角度。

9. 利用马吕斯定律，计算偏振片、1/2波片和1/4波片的透振方向与光矢量振动方向的夹角。

五、实验结果与分析1. 观察到当偏振片的透振方向与光矢量振动方向一致时，光强最大；当两者垂直时，光强为零，验证了马吕斯定律。

2. 观察到1/2波片可以将线偏振光变为椭圆偏振光或圆偏振光，1/4波片可以将椭圆偏振光或圆偏振光变为线偏振光。

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。