圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检验(修改版)

4）区分左旋或右旋圆偏振光
（1）区分光路如图所示：
圆偏振光 o e
透振方向

K
K P
K为 / 2 / 4 的
的斜线为其透振方向。
波晶片，偏
（2）区分步骤：
（a）旋转偏振片，边旋转边观察， 出现消光位置时停止旋转，
波晶片。
则：Ee A cos , Eo A sin , Ee Eo
入 0, , / 2, 出 入 / 2
出射光成为圆偏振光。
6）产生椭圆偏振光的一种办法
1）让 0, / 4, / 2
2）选取 / 2
Eo Ee
（2） Ee 和Eo 相等
e
出 入＋ (二) / 2 (三)
（3）出射光即为如下图的左旋椭圆偏振光
o
Ao Ae e
4）自然光和部分偏振光，经过 / 4 波晶 片后，在宏观上仍是自然光或部分偏振光。
5）偏振光偏振态变化小结
入射光
/4片位置 e轴或o轴与偏振方向一致
射光有 消光位置，则该入射光为圆偏振
光， 否则为自然光。
（3）先在第三组入射光前放置偏振片，将 偏振片旋至光强最强（或最弱）
位置 停止旋转。
（4）在偏振片后面放置 / 4 波晶片，
将光轴旋至与偏振片透振方向平行。
（5）将偏振片由前面移至后面， 旋转偏振片一周。
若出射光有消光位置，则入射光为 椭圆偏振光，否则为部分偏振光。
出射光 线偏振
线偏振
e轴与o轴与偏振方向成45度角 圆偏振
其他位置
椭圆偏振
圆偏振
任何位置
线偏振
椭圆偏振 光
e轴与o轴与与椭圆主轴一致 其他位置
线偏振 椭圆偏振
5．圆偏振光和椭圆偏振光的检验
1）问题：区分入射光的五种偏振态？ 2）区分方法：
1）先用偏振片将五种偏振态分成三组
2）再将偏振片和 / 4 波晶片连用，
2．圆偏振光和椭圆偏振光的获得
1）问题：如何获得圆偏振光和椭圆偏振光?
2）方法： 利用偏振片和波晶片把自然光 改造成圆偏振光或椭圆偏振光。
光路图： 自然光
圆或椭圆 偏振光
偏振片 波晶片
3）入射相位差 入
线偏振光入射到波晶片上的光束沿o和e振动
方向分解成两个互相垂直分振动时产生的相 位差，一三象限为0，二四象限为。
区分出五种偏振态。
3）具体区分步骤： （1）将偏振片放入光路，然后慢慢旋转一周。
（a）若出射光强有变化，且有消光位置， 则入射光是线偏振光。
（b）若出射光强没有变化，则入射光 为自然光或圆偏振光。
（c）若出射光强虽有变化，但没有消光位置，
晶（片2）在则第入二和射组偏光入振为射片部光，分前旋偏依转振次偏光放振或置片椭一圆/周偏4 若振出光波。
§3 圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检验
都可看成是相互垂直并 有一定位相关系的两个线偏振光 的合成。
给出了从自然光获得圆 偏振光和椭圆偏振光的一种方法 。
1．垂直振动的合成 设两个垂直分振动为
Ex Ax cos(t) E y Ay cos(t )
求合振动的偏振态？
y x
1） 0 或
时
Ey Ay cost
Ex Ax cos t
消去 t ，得：Ey


Ay Ax
Ex
，是直线方程。
Ay y
Ay y
Ax
x
Ax
x
0

显然，合振动是线偏振态。
振幅： A Ax2 Ay2
振动方向：tan Ay
3时） / 2
Ax
E y Ay sin t
Ex Ax cos t
消去 t ，得： Ex2

E
2 y
1
，是正椭圆方程
Ax2 Ay2
合振动是正椭圆偏振态。
Ay y
Ay y
右
旋
Ax
O E Px
左
旋 Ax
O E Px
右旋： / 2 左旋： / 2
Ax Ay A 时，椭圆偏振态退化为圆偏振态。
y
y
右 旋
O E Px
左 旋
O E Px
/2
/ 2
4）普遍情形
Ex Ax cos t
E y Ay cos(t )
E
2 x

E
2 y

2ExEy
cos

sin2
Ax2 Ay2 Ax Ay
具体的轨迹 方程由位相 差及分振动 振幅决定
结论： 0<d<p/2，右旋椭圆，且向1～3象限倾斜；
p/2<d <p，右旋椭圆，且向2～4象限倾斜；
p<d <3p/2（或-p<d <-p/2），左旋椭圆，且
向
3p/2<2d～<42象p 限（倾或斜-p；/2<d <0），左旋椭圆，且
向
1～3右象旋限倾斜。
左旋
=0 /4 /2 3/4
5/4 3/2 7/4 2
() (-3/4) (-/2) (-/4)
波晶片
此时： 入 0, ， / 2
出 入＋ / 2
但：Ee 0 , Eo 0 , Ee Eo
出射光成为椭圆偏振光。
3．圆偏振光和椭圆偏振光通过
检偏器后强度的变化
1）圆偏振光通过旋转的检偏器后光强的变化
Ey E O Ex
P
I0
I
圆偏振光
4）波晶片引起的相位差
光束通过波晶片时，由于o 光和e 光
传播速度不同形成的相位差。


2
(ne
no )d
从波晶片出射后形成的总相位差：出＝ 入＋
5）产生圆偏振光的办法
设入射到波晶片上的线偏振光的振幅为A， 振动方向与 e轴夹角为
（1）让： / 4
（2）选取 / 2
旋转偏振片P一周，出射光强不变化
出射光强为：I

1 2
I0

E2
2）椭圆偏振光通过旋转的检偏器后光强的变化
P
y Ey
E
I0
P I
x O Ex
椭圆偏振光
偏振片处于任意位置时：Em E EM
旋转偏振片一周，没有消光现象。
出射光强为：I m I I M
4．通过波晶片后光束偏振态的变化
1）光路： 偏振光 o e


2）求解步骤：

K
K
（1）画出入射光的偏振态图
（2）求出 Ee 和Eo 及出 = 入 +
（3）画出出射光的偏振态图
o
光轴
e
。
Βιβλιοθήκη Baidu
3）例题：
已知入射光为右旋椭圆偏振光，椭圆长轴
与 /2
波晶片光轴的夹角为如图的
450 ,
解：
求出射光的偏o振态？
（1）画出如图所示的 入射光的偏振态