光的偏振态ok

*t=T/4 t=/2
2 E y E y 0 cos( ) 0 2
右旋
E x E x 0 cos

0
I , II , 右旋 III, IV , 左旋
右旋圆 偏振光
3. 椭圆偏振光
在任一位置光矢量E的末端随时间变化在xy平面上扫描出 一个椭圆的光
左旋椭圆偏振光和右旋椭圆偏振光
右旋椭圆 偏振光
根据垂直振动的合成原则： 以上三种偏振态都可以看作是两个垂直的同频率振动 E x 和 E y 的合成，合成波的振动方式取决于两个分振动 的振幅比Ex0/Ey0和相位差=y-x
2.
圆偏振光
在任一位置光矢量E的末端随时间变化在xy平面上扫描出 一个圆的光
光矢量E在xy平面内运动的特点：其瞬时值的大小不变；方 向以角速度（波的圆频率）匀速旋转
迎着光束的传播方向观察，根据 E 的旋向分为：左旋圆偏 振光（光矢量 E 按逆时针方向旋转）和右旋圆偏振光（光 矢量E按顺时针方向旋转）
I 例：
取两时间点：t=0, t=T/4; (=2/T)
*t=0:
Ex Ex0 cost Ex0
表明 E 的末端处在椭圆轨迹与 E x =E x0 的直线相切的切点
E E cos(t ) E cos 0
y y0 y0
表明切点在X轴的上方 长轴朝第一、三象限倾斜

Ey0 Ex 0
tan为一正常数，E位于一、三象限中一个确定的 平面（振动面）内
y
Ey0
E

Ex0
x
2、=±
tan
y
Ey0
Ey0 Ex 0
E位于二、四象限中一个确定的平面（振动面）内
E
2 2 E Ex E 0 y0

Ex0
x
I E E Ix I y
2 x0 2 y0
两列同频率、振动方向相互垂直、同向传播的 平面光波的叠加---偏振光的形成及特征
两个相互垂直的振动方向分别取为X、Y轴，波 的传播方向为Z，不失一般性，取x0=0，并记 Y振动相对于X振动的相差为:
y
E Ey
y x
x

Ex
z
则X，Y方向的光矢量E波函数 （ *注* ）
E x ( z , t ) E x 0 cos(t kz) E y ( z , t ) E y 0 cos(t kz )
1、在2Ex0(x向)、2Ey0 (y向)范围内的一个“斜 椭圆”（两半轴的方位不与X，Y轴重合） 2、椭圆的性质 (方位、左右旋 ) 在 Ex0 确定之后, 主要决定于
y
2
2 y 2 y0

、 ຫໍສະໝຸດ Baidu y0
x
E的旋向和方位：
E x ( z , t ) E x 0 cos(t kz) E x 0 cos(t ) E y ( z , t ) E y 0 cos(t kz ) E y 0 cos(t )
波场中任意位置和时刻的波函数（合振动）
E( z, t ) Ex ( z, t ) Ey ( z, t )
y
Ey
E

Ex
x
合成光矢量E仍在XY平面内，仍保持其横波性。 以表示E与X轴正向所成的角
tan
Ey Ex

E y 0 cos(t kz ) Ex 0 cos(t kz)
右旋椭圆偏振光
4、= /2
3/2 /2（2/2）
tan
E y 0 cos(t kz ) Ex 0 cos(t kz)
tan Ey0 Ex 0

Ey0 Ex 0
tan( t kz)
tan( t )
t

当迎着光的传播方向观察时，将会“看到”光矢量E沿逆 时针方向转动 （左旋） = -/2
Ey0 Ex 0
tan( t )
（ *注 * ）
t 增 减
当迎着光的传播方向观察时，将会“看到”光矢 量E沿顺时针方向转动 （右旋）
=/2，代入：
E x ( z , t ) E x 0 cos(t kz) E y ( z , t ) E y 0 cos(t kz )
1. 线偏振光（光矢量E振动方位保持不变的光）
若固定某一位置Z考察光矢量的时间变化，则其末端在xy 平面 上扫描出一个确定的线段；若固定某一时刻 t 考察光 矢量的空间变化，则各处的光矢量位于一个取向确定的平 面(振动面)
向 传播方
·
迎着对光传播方向看
E
线偏振光的表示法：
···· ·
光振动垂直纸面
光振动平行纸面
图示：振动面与XY平面的交线。线偏振光
3、=/2
tan
E y 0 cos(t kz ) Ex 0 cos(t kz)

Ey0 Ex 0
tan( t kz)
定 Z=0 ， 是 t 的函数，合矢量 E 的空间指向将随时间 变化发生旋转， 分析其旋转方向
tan
Ex E xo
2
Ey 1 E yo
2
x y 1 a b
2
2
E的末端随时间变化在XY平面上扫描的轨迹，是一个正椭圆。
两半轴分别位于X轴和Y轴，两半轴长分别为Ex0，Ey0
Ey0
= /2
Ex0
E 的末端随时间变化在 XY 平面上 扫描的轨迹，亦是一个正椭圆。 （左旋椭圆偏振光）
5、为任意值（一般情况）
cos( ) cos cos sin sin
E Ex Ex E y 2 2 cos( ) sin ( ) 2 Ex 0 E Ex 0 E y 0
的大小，即 E 在 XY 平面内的指向 , 将随位置 Z 和时 间t而变化 （旋转性） 一、光矢量E的时间变化（Z为定值，可取Z=0，振动的合成）
2m 2 ,
(m 1,2,.....) [ , ]
特例：
1、=0
tan
E y 0 cos(t kz ) Ex 0 cos(t kz)