光学

光波的偏振态是由正交振动的振幅比和相位差决定。

波片，又称为相位延迟片，它是由双折射的材料加工而成。它使通过波片的两个互相正交的偏振分量产生相位偏移，可用来调整光束的偏振状态。常见的波片由石英晶体制作而成，主要为二分之一波片和四分之一波片。订购波片时，需要指出波长，相位，口径和具体波片类型（零级或者多级）。

半波片线偏振光通过二分之一波片后，仍为线偏振光，但是，其合振动的振动面与入射线偏振光的振动面转过2θ。若θ=45°，则出射光的振动面与原入射光的振动面垂直，也就是说，当θ=45°时，二分之一波片可以使偏振态旋转90°。二分之一波片还可以和PBS配合使用，旋转二分之一波片，我们可以实现可变分光比的一个分光棱镜。线偏振光经过后仍是线偏振光，偏振方向转过2δ；圆偏振光入射时，出射是旋向相反的圆偏振光。

四分之一波片偏振光的入射振动面与波片光轴的夹角θ为45°时，通过四分之一波片的光为圆偏振光，反之，当圆偏振光经过四分之一波片后，则变为线偏振光。当光两次通过四分之一波片时，作用相当于一个二分之一波片。四分之一波片还可以和PBS配合使用，实现光隔离器的作用。线偏振光偏振方向与其呈（不是）45度时，出射光是（椭）圆偏振光；（椭）圆偏振光通过后，出射光是线偏振光，偏振方向与光轴呈（不是）45度。

光轴在晶体里有一个或两个特定的方向，当普通光顺着这方向传播

时并不会产生双折射，这方向称之为光轴。在晶体的界面上，与光轴平行的方向称为快轴，与光轴垂直的方向则称为慢轴。

偏振分光棱镜PBS （Polarizing Cube Beam Splitters）把处于随机偏振态的光分束为两相互正交的线偏振光。S光

90deg反射P光透射。

光的双折射

AOM

线宽：激光起振后,会有一个或多个纵模产生,每个纵模的频率的范围就是激光的线宽。注意每个纵模的频率宽度和纵模之间的间隔是两个不同的概念,纵模间隔是相邻两个纵模中心频率的差值。激光线宽由谐振腔的品质因数决定,腔的品质因数越高,激光线宽就越窄。考虑激光介质的增益后,激光的线宽的理论极限由增益介质的自发辐射来决定,例如对于He-Ne,其线宽的理论极限约为10^-3Hz量级。当然实际的激

光器中还有各种线宽展宽机制,使激光线宽一般达不到其理论极限,例如对于He-Ne,温度变化0.01度引起的模式频率漂移约0.1MHz,实际He-Ne的激光线宽可达到1MHz,固体激光器中线宽可达1埃左右。

自然线宽原子谱线没有外界因素的影响时，称自然宽度或自然线宽。它由激发态原子的有限寿命(10-10～10-8s)来决定。寿命越长，宽度越小。因为原子激发或吸收的过程，总受一定的外界条件影响，如温度、压力、电场、磁场等，均可使原子谱线的宽度变宽(达10-3nm左右)。

差拍现象产生的机理

如上图所示，频率相近的两个正弦波U1=U1m*sinw1t和U2=U2m*sinw2t，其中，w1=11/10*w2，U1m>U2m，把两个信号送入到同一电路的输入端相加。

设t=0时，U1和U2的相位相同，合成的电压幅值是U1和U2的算术和，幅值较大。由于w1=11/10*w2，经过一个周期以后，U1落后于U2，合成电压的幅值渐渐减小，U1经过5个周期、U2经过5.5个周期时，U1和U2的相位相反，此时合成的电压幅值算术相减，合成电压的幅值最小。U1经过10个周期，U2经过11个周期后，合成电压变成了一个变化周期。以后将周而复始地变化下去，合成后的电压波形如上图c所示。从图中可见，合成电压是一个调幅、调相（调频）波，幅值变化包络线的角频率w0=w2-w1，合成后的电压不再是一个等幅波形，在w0一个周期内合成波的频率也发生变化，也就是说合成波的频率也不是一个常数。这种现象称为“差拍”差拍现象的原理在无线电技术中得到了广泛的应用。但是，差拍现象发生在工频电源或工作在工频下的放大器中却构成了难以克服的工频差拍干扰。