南京大学-张学进-光学cha课件

1,5-8位相延迟器（Retarder）,通过偏振器，可从非偏振光产生线偏振光，那么如何产生圆偏振光或椭圆偏振光？,线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光都是完全偏振光，三者之间可否相互转换？,三者在双折射晶体内都可分解为两个垂直振动:e光和o光，如果在两个垂直振动之间产生位相延迟，那么，通过分解与合成可使三种偏振光彼此转换。,2,5-8-1波片(Waveplate)的位相延迟,图示：光轴平行于表面，o光和e光的相对位相延迟,3,线偏振光正入射到晶体内可分解为两个垂直振动分量；,偏振光传播演示,通过晶体后，两个垂直振动间产生位相差，使得合成振动成为椭圆偏振光。,4,入射光通过波片后，o光和e光间的相对位相延迟导致两个垂直振动间产生位相差d,5,o光和e光的光程差:,位相差:,注意点：波片的位相差与波长有关,6,定义波片的快轴：传播速度快的光的振动方向,光轴方向,不论正轴还是负轴晶体，只需知道波片快轴即可知道哪个振动方向的光走得快-即哪个振动的光位相超前。,7,根据位相延迟值的不同,通常有三种波片:,全波片;半波片;四分之一波片.,这三种波片对特定的波长有固定的位相延迟.,8,5-8-2全波片(Full-waveplate),快光和慢光的位相差：,入射光波长l,(k=整数),波片的设计厚度:,9,图示：全波片的作用；透射光的振动状态与入射光相同,10,5-8-3半波片(Half-waveplate)-波片,位相差：,(k=整数),波片的设计厚度:,1|2,11,快光比慢光超前p位相，因此入射的偏振光，通过半波片后，绕快轴转过一个对称的角度，并且旋向反向,入射光,透射光,半波片,图示：半波片的作用,12,5-8-4波片(Quarter-waveplate),位相差：,(k=整数),波片的设计厚度:,1|4,13,快光和慢光的位相差是,14,椭圆偏振光,其它方位,椭圆偏振光,直线偏振光,快轴与椭圆主轴同向,椭圆偏振光,45o或135o直线偏振光（相对于快轴）,任何方位,圆偏振光,正椭圆偏振光（相对于快轴）,其它方位,直线偏振光,圆偏振光,快轴与入射光振动方向成45o或135o,直线偏振光,直线偏振光（与入射光相同）,快轴与入射光振动方向平行或垂直,直线偏振光,四分之一波片方位,入射光,偏振光通过1/4波片波片后偏振态的变化,出射光,15,光轴平行于表面（并且垂直于屏幕面）,光轴,16,5-8-4可变位相延迟板,波片的位相延迟值是固定的，实际应用中，常需要位相延迟值可调的位相延迟板，常用的有Babinet补偿器和Soleil补偿器。,17,光程差:,2、要求入射光束很细。,18,（2）Soleil补偿器(Soleilcompensator),19,5-9确定光波偏振状态的实验方法,2通过波片可将圆或椭圆偏振光转变为线偏振光，或将线偏转换为椭偏或圆偏。,20,偏振片和波片结合起来可以产生所需的偏振光,反过来也可以用来检测和分析光波的偏振状态,21,在偏振片前放1/4波片，波片快轴沿光强极大或极小方向。转动偏振片,待测单色光波垂直入射,转动偏振片,自然光,圆偏振光,线偏振光,椭圆偏振光,部分偏振光,在偏振片前放1/4波片，转动偏振片,1/4波片,P,22,1.不放波片，旋转偏振片，确定椭圆主轴取向；,例:用1/4波片和偏振片确定一束单色椭圆偏振光的状态（椭圆取向、旋向）,分析步骤：,3.旋转偏振片，确定线偏振光的振动方向，其方向与波片的快慢轴的相对取向决定椭圆偏振光的旋向。,椭圆主轴,X,Y,例.用一块偏振片和一块/4波片去鉴别：自然光、部分偏振光、线偏振光、圆偏振光与椭圆偏振光,（1）先用一偏振片，光光通过转动的偏振片后,为