L椭圆偏振光定义ppt课件.ppt

8 椭圆偏振光 1 椭圆偏振光定义 在垂直光传播方向的平面上 只有单一的振动矢量 振动矢量的大小和方向不断地改变 振动矢量的端点描绘成一个椭圆形轨迹 第二章波动光学基本原理 2 椭圆偏振光通过偏振片后的光强度 若入射的部分偏振光强为 旋转偏振片P一周 出射光强的变化为 与的振动方向垂直 没有消光现象出现 3 椭圆偏振光能够分解成两束互相垂直的线偏振光 当时 若消去参量方程中的t 有 这正是椭圆方程式 结论 1 椭圆偏振光可以分解为两个互相垂直的振幅不相等的相位差固定 但不等于或0的线偏振光 2 可以由这两束线偏振光来代替这束椭圆偏振光 4 椭圆偏振光的总光强 5 左旋与右旋椭圆偏振光 定义 迎着光线传播的方向观看 若振动矢量顺时针旋转就称为右旋椭圆偏振光 若振动矢量逆时针旋转就称为左旋椭圆偏振光 6 各种相位差对应的椭圆偏振态图 1 当坐标系为如图所示时 2 参量方程为 为y振动方向相对x振动方向的相位延迟量 3 就有如下的各种相位差对应的椭圆偏振态图 4 若参量方程用复振幅表示 则为 7 自然光能够分解成两束线偏振光 两束线偏振光的关系是 1 分解的方向可以任意 但两束线偏振光的方向必须互相垂直 2 两束线偏振光的光强相等 均为 3 两束线偏振光的相位差随时间变化 不稳定 4 可以用分解成的两束线偏振光代替这束自然光 8 为什么自然光只能由相位差不稳定的两束线偏振光代替 若两束线偏振光之间有稳定的相位差 就能合成线偏振光 圆偏振光或椭圆偏振光 不是自然光了 9 部分偏振光能够分解成两束线偏振光 两束线偏振光的关系是 1 分解的方向可以任意 但两线偏振光的方向必须互相垂直 2 两束线偏振光的光强分别为与 3 两束线偏振光的相位差随时间变化 不稳定 4 可以用分解成的这两束线偏振光代替这束部分偏振光 第二章波动光学基本原理 10光在电介质表面的反射和折射的菲涅耳公式 1 菲涅耳公式 1 要解决的问题 已知 入射光波在分界面上任意点P处的表示式为 入 折射角和折射率分别为 又设反和透射光波的一般表示式是 求 在z 0分界面上由 和表示的和的具体表示式 2 求解方法 利用分界面的边界条件 3 具体求解步骤 1 建立如图的三套随向 局部 坐标系和一套固定坐标系 2 写出入 反和透射波在固定坐标系中的分量式 由于 要在任何时间 任何位置上述三个方程式的联立都满足边界条件 若 则 入 反和透射波的振动矢量均处于入射面 x z平面 内 必须 3 问题简化为 已知在z 0分界面上入射波方程为 且设反和透射波的一般表达式为 求 由 和 表示的 和 的表达式 4 将上述公式的分量式代入边界方程 经过一系列运算 可得菲涅耳公式 4 讨论 1 和均为复数 2 和均有正负之分 3 p分量和s分量是互相独立传播的 4 可由菲涅耳公式计算反 透射波的能流 位相突变和偏振态 2 反射率和透射率 1 振幅反射率和振幅透射率的表达式 2 光强反射率和光强透射率的表达式 3 能流反射率和能流透射率的表达式 4 能量守恒公式 5 正入射时的反射率和透射率 6 举例 正入射时 7 一般情况的反透射率的变化规律 从空气到玻璃 n 1 5 的振幅和光强反射率 从玻璃 n 1 5 到空气的振幅和光强反射率 8 布儒斯特角 由 时 令 则 称为布儒斯特角 9 以布儒斯特角入射的特点 1 2 3 反射光线与折射光线互相垂直 4 反射光是垂直入射面振动的线偏振光 10 能流关系式 设入射光为自然光 且有 3 斯托克斯倒逆关系 故有 注意 倒逆关系对P S分量均适用 4 反射和折射时的偏振现象 1 反射和折射时的一般的偏振态 入射光是自然光 则反射光和折射光一般是部分偏振光 入射光是圆偏振光 则反射光和折射光一般是椭圆偏振光 入射光是线偏振光 则反射光和折射光仍是线偏振光 但电矢量的方位要改变 全反射时 若入射光是线偏振光 反射光一般是椭圆偏振光 不管入射光的偏振态如何 反射光总是线偏振的 故布儒斯特角又称为全偏振角或起偏角 2 以布儒斯特角入射时的偏振态 3 玻璃堆