偏振光的定义(精)PPT课件

.,1,偏振光的定义,光的偏振,透射光变化律,偏振光种类、表示法、产生,o光与e光的干涉,线偏振光,马吕斯定律,自然光、部分偏振光,偏振光干涉,色偏振,等厚干涉,椭圆偏振光,圆偏振光,+1/4波片,7种偏振光的检验,4.光的偏振,主要内容,.,2,1.线偏振光的产生,i.概念：,自然光；线偏振光；部分偏振光.表示法.,ii.实验定律：,布儒斯特定律：,马吕斯定律：,I0为入射的线偏振光光强,iii.产生：,a)利用ib,玻璃片，玻璃片堆.,.,3,b)利用no、ne的不同,尼科耳棱镜等.,c)利用二向色性,人造偏振片（最广泛）.,2.双折射现象,i.概念：,o光；e光；光轴；主截面.,ii.定性解释：,三维电子振子模型.,iv.惠更斯作图法.,iii.单轴晶体的主折射率：no、ne.,3.椭圆、圆偏振光的产生.,4.1/4波片、半波片.,5.偏振光的检验（7种光）.,6.偏振光的干涉.,.,4,偏振器（起、检、偏器）,玻璃片堆，,偏振棱镜.,高反膜(斜入射),1.尼科尔棱镜（1828）,由两块特殊要求加工的直角方解石用加拿大树胶粘合而成。对Na光:,no=1.658,ne=1.486,n胶=1.550,二向色性偏振片（人造偏振片），,玻偏片，,.,5,A中的o光变为B中的e光:none远法线折射,A中的e光变为B中o的光:neno近法线折射,由两个方解石直角棱镜粘合而成,使用时：发散或会聚角vo,o光,e光,e光,o光,o光、e光只在晶体内部才有意义！,.,8,vovenone，正晶体:球内切鸡蛋,vone负晶体:球外切铁饼,.,9,q,出射晶体后，o光、e光相干叠加,合成为椭圆偏振光,o光：Eo=Aocos(t-r/vo),其中：Ao=AsinAe=Acos,波（晶）片,特点：光轴晶体表面,发生隐含双折射,e光：Ee=Aecos(t-r/ve),晶体中：,.,10,出射晶体后：(设晶体厚度为d）,晶体中e、o光的相位差：,定义：,1/4波片：,q,y,光轴,x,出射光为旋转正椭圆偏振光!,.,11,半波片：,出射光旋转2q角，但仍为线偏振光!,q,y,光轴,出射晶体后,o光、e光的光振动为：,1/4波片,1/4波片,线偏振光,？,？,.,12,1/4波片,1/4波片,线偏振光,椭圆偏振光,椭圆偏振光,线偏振光,两个1/4波片,线偏振光,线偏振光,结论：两个光轴平行的1/4波片可以等效成一个半波片,两个光轴垂直的1/4波片可以等效成一个全波片,.,13,椭圆偏振光和圆偏振光的获得,其中：,负晶体，+p/2,y振动超前，,正晶体，-p/2,x振动超前.,为圆偏振光,-右旋光+左旋光,.,14,右旋椭圆偏振光（顺时针转，负晶体，y振动超前）,左旋椭圆偏振光（逆时针转，正晶体，y振动落后）,.,15,自然光改造成椭圆或圆偏振光,1/4波片，且q=450时，为圆偏振光,.,16,偏振光的干涉问题：,研究在同一平面上振动的两偏振光的干涉,从C出射的o光、e光能否产生干涉？,从C出射的o光、e光通过B后才会产生通常意义下的干涉!,否！,.,17,线偏振光干涉的强度分布,1.A,B两偏振片的偏振化方向互相垂直放置,设光轴C与B透射方向夹角为a，如图，有：,.,18,2.A,B两偏振片的偏振化方向平行放置,讨论：,转动晶板，B后光强只有明暗变化（无条纹出现）,如果n=n(x,y),或d=d(x,y)，则有条纹出现。,.,19,ii.白光照射时，对同一晶板,在A、B正交系统中出现的颜色与平行系统中出现的颜色互补色偏振现象(显色偏振),原色三角形：,光：红+绿+蓝=白色,颜料：青+品红+黄=黑色,互补色,.,20,第二类：自然光,例1:偏振光检验,三类七种光:,第一类：椭圆偏振光，圆偏振光，线偏振光,第三类:部分线偏振光,部分椭圆偏振光,部分圆偏振光,以光线为轴转动P:,I不变？,I变，有消光？,I变，无消光？,第一步:,.,21,I不变情况：,自然光,圆偏振光,部分圆偏振光,.,22,I变，无消光情况：,部分偏线振光；椭圆偏振光；部分椭圆偏振光,.,23,第二步:,自然光,圆偏振光部分偏振光,椭圆偏振光,以光线为轴转动1/4波片和P:,I不变？,I变，有消光？,I变，无消光？,*第三步:,椭圆或圆偏振光左、右旋的判别(难点),条件：已知1/4波片晶体类型,光轴方向.检验装置,如上图.,设：1/4波片为负晶体,光轴方向与椭圆偏振光短轴x(光强最弱方向)平行.如果是右旋椭圆偏振光入射,则有:,.,24,理解：一个右旋正椭圆光相当于一个一、三象限的线偏振光经过一个负晶体的1/4波片（长轴与光轴夹角小于p/4）。而“两个光轴垂直的同类1/4波片相当于一个全波片”。,仍是一、三象限的线偏光！,经过1/4波片后(负晶体，e光振动方向为x轴,o光为y轴)：,实验方法：,2.转动检偏器，如果顺时针转找到消光的角(p/2),则入射光为右旋椭圆偏振光.反之,逆时针转,则为左旋椭圆偏振光.,e光振动方向,1.使1/4波片快轴方向(负晶体:光轴方向,正晶体:垂直于光轴方向)与光强最暗方向(短轴)平行(平行于检偏器透光方向),观察弱光,P.269习题27,.,25,.,26,七种偏振态的检验,把检偏器对着被检光旋转一周，若得到,两明两零光强不变两明两暗,线偏振光,在光路中插入1/4波片，再旋转检偏器，若得,在光路中插入1/4波片,并使光轴与检得的暗方位相重合,再旋转检偏器,若,两明两零,光强不变,两明两暗,圆偏光,自然光,自加然圆光偏光,椭圆偏光,自加然线光偏光,自椭然圆光偏加光,两明两零,两明两暗,两明两暗.但转1/4波片,可使光强不变.,.,27,例2:画出下列图中的反射光、折射光以及它们的偏振状态.,.,28,例3：已知某材料在空气中的布儒斯特角，求它的折射率？若将它放在水中（水的折射率为1.33），求布儒斯特角？该材料对水的相对折射率是多少？,解：设该材料的折射率为n，空气的折射率为1,解：放在水中，则对应有,所以：,该材料对水的相对折射率为1.2,.,29,例4:用两偏振片平行放置作为起偏器和检偏器。在它们的偏振化方向成300角时，观测一光源，又在成600角时，观察同一位置处的另一光源，两次所得的强度相等。求两光源照到起偏器上光强之比。,解:令I1和I2分别为两光源照到起偏器上的光强。透过起偏器后，光的强度分别为I1/2和I2/2。按照马吕斯定律，透过检偏器后光的强度为,所以,但按题意,即,.,30,光强为I0的自然光相继通过偏振片P1、P2、P3后光强为I0/8，已知P1P3，问：P1、P2间夹角为何？,解分析,I0,I3=I0/8,I1,I2,例5:,.,31,例6：光强的调制。在透振方向正交的起偏器M和检偏器N之间，插入一片以角速度旋转的理想偏振片P，入射自然光强为，试求由系统出射的光强是多少？,每旋转偏振片P一周，输出光强有“四明四零”。,t=00,900,1800,2700时，输出光强为零。,t=450,1350,2250,3150时，输出光强为。,.,32,例7：在两个偏振化方向互为正交的偏振片P1、P2之间放进厚度为d=1.71310-4m晶体片，此晶片的光轴平行于晶片表面而且与P1、P2的偏振化方向皆成450角，以=589.3nm的自然光垂直入射到P1上，该晶体对此光的折射率n0=1.658ne=1.486,（1）说明1、2、3区域光的偏振态（2）求区域3的光强与入射光强I0之比（3）若晶