(物理光学)第十五章 光的偏振和晶体光学基础-3
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no ne d 2
no ne d
d是波片厚度。
快轴和慢轴 快轴(Fast axis)和慢轴(Slow axis)：
快轴：称晶体中传播速度快的光矢量(Light vector)方 向为快轴。
慢轴：称晶体中传播速度慢的光矢量(Light vector)方 向为慢轴。
1、/4波片(Quarter-wave plate)
线偏振光通过半波片后光矢量的转动
快（慢）轴
入射时 Entrance
出射时 (Exit)
线偏振光通过半波片后光矢量的转动
3、全波片(Full-wave plate)
n o n e d m , 对应的 2 m
称该晶片为全波片。 性质：
1）不改变入射光的偏振状态；
2、/2波片(Half-wave plate)
O光和e光产生的光程差
no ne d ( m 1 2 ) , 对应的 ( 2 m 1)
称该晶片为二分之一波片。
性质： 1）椭圆偏振光入射时，出射光仍为椭圆偏振光，只是 旋向 相反； 2）线偏振光入射时，出射光仍为线偏振光。若入射的 线偏振光与快（慢）轴夹角为，出射光的振动方向 向着快（慢）轴转动了2。
n e d 1 d 2
例题(Example)：
用两块光轴互相垂直且顶角均为30度的直角方解石 棱镜胶合成渥拉斯顿棱镜，当一束自然光垂直入射 时，求从棱镜出射的o光和e光的夹角。
f
n o 1 . 65836 , n e 1 . 48641
f
若
no ne d ( m 1 4 ) , 对应的
2m
2
则称该波片是1/4波片，1/4波片的最小厚度：
d min 4(no ne )
当n0>ne时，e光超前，波片的快轴为e 矢量方向。 性质： 1）线偏振光入射时，出射光为椭圆偏振光； 2）与快慢轴都成45度线偏振光入射，出射光为圆偏振光。
2）只能增大光程差。
几点注意
波片是对特定的波长而言；
自然光入射波片时，出射光仍然是自然光 为改变偏振光的偏振态，入射光与波片快 轴或慢轴成一定的夹角
三、补偿器(compensator)
入射光 (incident light)
d1
d2 微量移动
巴比涅（Babinet）补偿器
2
n o
A
A
A
A
a)
光轴垂直于入射面
b ) 光轴平行于入射面
（二）偏振分束棱镜
1. 渥拉斯顿棱镜（Wollaston prism）：
利用两个正交的光轴分解光。材料：冰洲石。
no ne
f
制作 原理 思考
f arcsin
f
n 0
n e tg
2.洛匈棱镜（Rochon prism）
材料：石英
ne no
二、波片（ Wave plate, 位相延迟器 ）
它的作用是：
使两个振动方向相互垂直的光产生位相(phase)延迟。
制作：用单轴透明晶体做成的平行平板，光轴与表面 平行。 o光和e光通过波片时的光程差(Optical path difference)与 位相差(Phase difference)：
原理
光轴
90
。
。 Canada balsam
68 71
。
77
。 尼科耳棱镜（W.Nicol）
2. 格兰－汤姆逊（Glan-Thompson）棱镜
光垂直于棱镜端面入射时
A
A
A＝ 光 轴
当入射光束不是平行光或平行光非正入射时
iHale Waihona Puke Baidu
A
i' A＝ 光 轴
A
孔径角的限制
3. 格兰－付科棱镜（Glan-foucault prism）
§14－5 晶体偏振器件
一、偏振器件(Polarizing device)
作用：产生偏振光或检测偏振光。 (一)偏振起偏棱镜
1. 尼科耳棱镜（Nicol prism）
材料：方解石(Calcite)
n o 1 . 65836 , n e 1 . 48641
制作
孔径
缺点
尼科耳棱镜(Nicol prism)
no ne d
d是波片厚度。
快轴和慢轴 快轴(Fast axis)和慢轴(Slow axis)：
快轴：称晶体中传播速度快的光矢量(Light vector)方 向为快轴。
慢轴：称晶体中传播速度慢的光矢量(Light vector)方 向为慢轴。
1、/4波片(Quarter-wave plate)
线偏振光通过半波片后光矢量的转动
快（慢）轴
入射时 Entrance
出射时 (Exit)
线偏振光通过半波片后光矢量的转动
3、全波片(Full-wave plate)
n o n e d m , 对应的 2 m
称该晶片为全波片。 性质：
1）不改变入射光的偏振状态；
2、/2波片(Half-wave plate)
O光和e光产生的光程差
no ne d ( m 1 2 ) , 对应的 ( 2 m 1)
称该晶片为二分之一波片。
性质： 1）椭圆偏振光入射时，出射光仍为椭圆偏振光，只是 旋向 相反； 2）线偏振光入射时，出射光仍为线偏振光。若入射的 线偏振光与快（慢）轴夹角为，出射光的振动方向 向着快（慢）轴转动了2。
n e d 1 d 2
例题(Example)：
用两块光轴互相垂直且顶角均为30度的直角方解石 棱镜胶合成渥拉斯顿棱镜，当一束自然光垂直入射 时，求从棱镜出射的o光和e光的夹角。
f
n o 1 . 65836 , n e 1 . 48641
f
若
no ne d ( m 1 4 ) , 对应的
2m
2
则称该波片是1/4波片，1/4波片的最小厚度：
d min 4(no ne )
当n0>ne时，e光超前，波片的快轴为e 矢量方向。 性质： 1）线偏振光入射时，出射光为椭圆偏振光； 2）与快慢轴都成45度线偏振光入射，出射光为圆偏振光。
2）只能增大光程差。
几点注意
波片是对特定的波长而言；
自然光入射波片时，出射光仍然是自然光 为改变偏振光的偏振态，入射光与波片快 轴或慢轴成一定的夹角
三、补偿器(compensator)
入射光 (incident light)
d1
d2 微量移动
巴比涅（Babinet）补偿器
2
n o
A
A
A
A
a)
光轴垂直于入射面
b ) 光轴平行于入射面
（二）偏振分束棱镜
1. 渥拉斯顿棱镜（Wollaston prism）：
利用两个正交的光轴分解光。材料：冰洲石。
no ne
f
制作 原理 思考
f arcsin
f
n 0
n e tg
2.洛匈棱镜（Rochon prism）
材料：石英
ne no
二、波片（ Wave plate, 位相延迟器 ）
它的作用是：
使两个振动方向相互垂直的光产生位相(phase)延迟。
制作：用单轴透明晶体做成的平行平板，光轴与表面 平行。 o光和e光通过波片时的光程差(Optical path difference)与 位相差(Phase difference)：
原理
光轴
90
。
。 Canada balsam
68 71
。
77
。 尼科耳棱镜（W.Nicol）
2. 格兰－汤姆逊（Glan-Thompson）棱镜
光垂直于棱镜端面入射时
A
A
A＝ 光 轴
当入射光束不是平行光或平行光非正入射时
iHale Waihona Puke Baidu
A
i' A＝ 光 轴
A
孔径角的限制
3. 格兰－付科棱镜（Glan-foucault prism）
§14－5 晶体偏振器件
一、偏振器件(Polarizing device)
作用：产生偏振光或检测偏振光。 (一)偏振起偏棱镜
1. 尼科耳棱镜（Nicol prism）
材料：方解石(Calcite)
n o 1 . 65836 , n e 1 . 48641
制作
孔径
缺点
尼科耳棱镜(Nicol prism)