L13-椭圆偏振光定义

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（xz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（n1.5）的振幅和光强反射率,从玻璃（n1.5）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