现代光学工程-5 光的偏振共57页

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光的偏振解析PPT课件

纸面
双折射
光光
第33页/共48页
方解石晶体
o光的像
33
继续旋转方解石晶体：
纸面
双折射
光光
第34页/共48页
方解石晶体
34
继续旋转方解石晶体：
纸面
双折射
光光
第35页/共48页
方解石晶体
35
继续旋转方解石晶体：
纸面
双折射
光光
第36页/共48页
方解石晶体
36
继续旋转方解石晶体：
用偏光镜减弱了反射偏振光
用偏光镜几乎消除了反射偏振光使玻璃门内的人物清晰可见
22
自然光
24.3 反射和折射时光的偏振反射光 —垂直振动能量大于平行振动能量
折射光 —平行振动能量大于垂直振动能量
S
R
理论和实践都证明：
n1
i
M
n2
o
反射光和折射光的偏振化 N 程度与入射角i有关。
当入射角等于某一特定
晶第42页/共但48页速度上是分开的，
体
e oe o
这仍是双折射。
42
2、光轴平行晶体表面，且垂直入射面
自然光斜入射
sin i sin ro
c vo
no
sin i sin re
c ve
ne
····i ···· cΔt
vvoeΔΔtt ro
re
o
·· e
• 光轴
··晶体
o
e
第43页/共48页
在这种特殊的情况下，对e 光也可以用折射定律。
成分所占的比例。
解：设该光束中线偏振光的强度为I01，自然光的强度

光学第5章光的偏振4PPT课件

光学第5章光的偏振4ppt 课件
• 光的偏振概述 • 偏振光的基本性质 • 偏振光实验与观察 • 偏振光在生活中的应用 • 偏振光的未来发展与展望
01
光的偏振概述
光的偏振定义
自然光
没有偏振，光波的电矢量和磁矢量在各个方向上的振动都相同。
完全偏振光
光波的电矢量和磁矢量只在某一特定方向上振动。
偏振光在显示技术中的应用
液晶显示（LCD）
LCD显示器利用偏振光原理，通过控制光线偏振状态来控制像素的亮暗，实现图像显示。
3D电影技术
3D电影通过交替显示左右眼视角的偏振光，让观众佩戴偏振眼镜来获得立体视觉效果。
偏振光在光学仪器中的应用
偏振干涉仪
利用偏振光的干涉现象，可以测量光学元件的折射率、光学厚度等参数，广泛应用于光学计量和测试领域。
偏振光的应用
01
02
03
光学成像
利用偏振光可以消除或减少某些散射光的干扰，提高成像质量。
光学通信
在光纤通信中，利用偏振光可以实现更高的信息传输速率和更低的误码率。
光学传感
偏振光可以用于检测物质的结构和性质，例如生物01
偏振光在光学和物理学中具有重要的理论和应用价值。
偏振分束器
偏振分束器可以将入射的非偏振光分成两束振动方向相互垂直的偏振光，是光学实验和光学系统中的重要元件。
05
偏振光的未来发展与展望
偏振光在新型光学器件中的应用
偏振光在新型光学器件中具有广泛的应用前景，如光学晶体、光学纤维、光子晶体等。这些新型光学器件利用偏振光的特性，可以实现高效的光束控制、光信息处理和光通信等功能。
提供生物组织的结构和功能信息，有助于疾病的早期发现和治疗。 • 在地球科学领域，偏振光可以用于大气和海洋环境的监测和研究，如气溶胶、云雾和海洋表面等。这些研究有

第五章光的偏振

101052, 7808
A
光轴
A
D
D
B
B
C
C
29
注意：光轴仅标志一定的方向, A
并不特指某条直线。
D
单轴晶体：
只有一个光轴的晶体。如方 B
解石（碳酸钙、冰有两个光轴的晶体。如云母、硫磺、黄玉等。
30
⒉ 主截面：
包含晶体光轴和给定光线的平面
3. o,e光的性质实验表明：
第五章光的偏振
Chap.5 Polarization of Light
1
主要内容
5.1 自然光与偏振光 5.2 线偏振光与部分偏振光 5.3 光通过单轴晶体时的双折射现象 5.4 光在晶体中的波面 5.5 光在晶体中的传播方向 5.6 偏振器件
2
5.7 椭圆偏振光和圆偏振光 5.8 偏振态的实验检验 5.9 偏振光的干涉
由折射定律 sin i0 n2 sin r0 n1
n2 r0
和布儒斯特定律
tg i0
sin i0 cos i0
n2 n1
20
sin i0 sin i0 sin r0 cos i0
sin r0 cos i0
sin
2
i0
r0
2
i0
i0
r0
2
即反射线与折射线垂直。
i0 i0
n1
n2
r0
证毕
I1
I2
P2
P2
P1 A1
A2 A
13
垂直分量 A 不能通过P2 ，平行分量 A2 可通过 P2 。
P2
P1 A1
A2 A1 cos
A2
由于光强与光振幅平方成正比， A

现代光学基础课件：光学教程第5章-光的偏振

天然晶体中，电气石（六角形片状）具有最强的二向色性
自然光入射
线偏振光出射
E∥光轴：
吸收很少通过较多
E⊥光轴：吸收较多通过很少
1mm厚的电气石晶体可把垂直于光轴振动的光矢量全部吸收！
二、人造偏振片：
透明聚乙烯醇片，强烈吸收某一方向上的光振动，透射光成为线偏振光。
透振方向：允许通过光矢量振动的方向。透振方向
三、马吕斯定律 Law of Mulus 偏振片可作起偏器：使自然光变成线偏振光
检偏器：鉴别自然光、线偏振光、部分偏振光
1、自然光通过起偏器的情形若入射光为 I0，有出射光：
I
1 2
I0
2、设：P1 为起偏器， P2 为检偏器，通过P1 的光强为I，振幅
为A，求通过P2 的光强为Iθ
P1 和 P2 透振方向平行时： P1 和 P2 透振方向成θ角时： P1 和 P2 透振方向垂直时：
i
i
部分偏振光可视为一个平面偏振光和一个自然光的混合
部分偏振光的图示法：
··· · ·
//占优
········
⊥占优
偏振度
定义：
P0
P Imax I min I max I min
Imax：强度最大方向光强 Imin：强度最小方向光强
偏振度最小，自然光
0 P 1 部分偏振光
P 1
偏振度最大，线偏振光
▲ 自然光 natural （普通光源发光）
在垂直于光传播方向的平面内, 光振动在各个方向的几率相同,没有那一个方向占更大优势.我们称这种光为自然光.
y
x
Ax Aix Ay Aiy
i
i
把自然光中所有方向的振动都投影到相互垂直的两个方向上，这

第30讲光的偏振

首先我们看看横波与纵波的不同点。
振动面与狭缝平行的横波可顺畅通过；振动面与狭缝垂直的横波受到极大阻碍；纵波遇到狭缝没有方向选择效应。
第二页，共59页。
电磁波是横波，如何用实验证明呢？
想象做一个金属导线栅
如果正入射电磁波的电场振动平面平行于线栅，电场必驱动导线中的自由电子沿导线作强迫运动
电磁波的能量被吸收而不能透射过去
由自然光和线偏振光混合成部分偏振光。
随着检偏器的转动发现 Imax= 6 Imin ，求部分偏
振光中这两种成份的光强比。
解：设自然光光强为I0，线偏振光光强为I。当检偏器的透光轴与线偏振光的振动方向
平行
垂直
依题意
Imax
1 2 I0
I
I min
1 2
I0
12I0 I 612I0
第二十八页，共59页。
规定
迎着光线看
光矢量顺时针旋转─右旋光；光矢量逆时针旋转─左旋光；
右旋圆偏振光
左旋椭圆偏振光
第十页，共59页。
椭圆偏振光和圆偏振光都属于完全偏振光。
第十一页，共59页。
14.2 起偏和检偏
自然光不是偏振的，那么我们如何获得偏振光呢人工方法获得相干光？
出来的光强 I 与 I0 之比为
I I0
(A0 cos)2
A02
即
II0cos2 ─马吕斯定律
讨论
若 0 或
或 3
22
I Imax I 0 I 0
第二十五页，共59页。
例题1 ：
叠放的两块相同偏振片，吸收率均为10％，光轴间夹角 60˚ ，输入自然光I0 。求输出光强。
解：自然光通过第一偏振片后
垂直于光轴看是绿色的，沿着光轴方向看差不多是黑色的。（二向色性这个词的来源意味着两种颜色）

大学物理课件光学-5光的偏振

光的波动性光波是横波
光的干涉、衍射光的偏振
机械横波与纵波的区别
机械波穿过狭缝
什么是光的偏振？
E
o H
光矢量振动面
v
偏振
光矢量振动方向对传播方向的不对称性.
只有横波才有偏振现象.
自然
一、自然光和偏振光
1. 非偏振光（自然光）光矢量具有轴对称分布,且振幅相同.
没有哪个方向的振动占优势
由折射定律有
sin r0 cos i0
sin i0 n2 sin r0 n1
i0 r0 2
思考
平行玻璃板上表面反射光是偏振光.
下表面的反射光是否也是偏振光？
n1 ib n2
n1 ib
tgib
n2 n1
t gi b
？！ = n1
n2
注意：上表面的折射角等于下表面的入射角
n1 sin ib n2 sin ib ib ib 900
纸面
双折
光光
射
方解石晶体
当方解石晶体旋转时， o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折光光
射
方解石晶体
散射
六、散射引起的光偏振
(1)散射光的产生
(2)散射光的偏振
西入射自然光
y
散射光
(线偏振光)
北x
e•
散射光 (自然光)
南
东z
散射光 (线偏振光)
散射光
B (部分偏振光)
太阳光的散射
蚂蚁蜜蜂
等昆虫的眼
睛有检偏功
能，它靠天
光的偏振状
态来“导航
”
总结
一、光的偏振态
二、偏振光的获得与检验