青岛大学 光学课件 1011偏振

透振方向相互平行透振方向成45度透振方向相互垂直55/56学时作业:

:P329-思考题:3;4〔课〕;P333-习题:6-1;2;3;第六章光的偏振§1光的横波性与五种偏振态Ev0H光矢量振动面1.1横波与偏振现象：纵波—振动方向//传播方向，唯一的横波—振动方向传播方向，不唯一-例：绳波二者区别:偏振现象K1K2K1K2结论:〔1〕只有横波才具有偏振性〔2〕光是横波也具有偏振性2〕当K1K2波不通过1〕当K1//K2波通过3〕当弹簧纵波K1K2、K1//K2波皆通过2.线偏振光

几何表示

定义:......设：-入射线偏光A1与P2透振方向的夹角光振动矢量只限于一个确定方向的光。产生---例:自然光经偏振片后的光,液晶显示的光

线偏振光通过偏振片的光强变化-----马吕斯定律出射振幅：出射光强：马吕斯定律

I0I2I1线偏振光自然光线偏振光起偏器—将非偏光变成线偏光的器件.检偏器—检验光的偏振态的器件.例:偏振片\玻璃\晶体

线偏光自然光讨论：最亮〔全消光〕最暗较亮当P2旋转时，I2从最亮到全暗交替变化。.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化两偏振片的偏振化方向相互垂直光强为零

3.局部偏振光〔介于线偏和自然光之间的一种光〕

几何表示:

定义:

通过偏振片的光强大量的不同振动取向,彼此独立的光振动的集合,且光矢量关于传播轴呈非轴对称分布,有一优越方向。产生：例-吸收不好的偏振片透射光,折射光,反射光.入射光强：I0=IM+Im透射光强：部分偏光线偏振光P转动，透射光强I从最亮到较暗。

偏振度例1使自然光通过两个偏振化方向成600角的偏振片，透射光强为I10。今在这两个偏振片之间再插入另一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片均成300角，那么透射光强为多少?I1I2I3P1P2p3I0P1p3I0I1I10

例2:自然光和线偏振光的混合光束，通过一偏振片时，随着偏振片以光的传播方向为轴的转动，透射光的强度也跟着改变，如最强和最弱的光强之比为6：1，那么入射光中自然光和线偏振光的强度之比为多大?解：12Imax+=I1I2Imin12=I112Imax+=IminI1I212=6I1=2+I1I26I1=5I12I2=5I12I2返回结束设：自然光I1;线偏光I2例3如果起偏振器和检偏振器的偏振化方向之间的夹角为300(1)假定偏振片是理想的，那么非偏振光通过起偏振器和检偏振器后，其出射光强与原来光强之比是多少?(2)如果起偏振器和检偏振器分别吸收了10%的可通过光线，那么出射光强与原来光强之比是多少?解：(1)设自然光光强为I0，通过第一偏振片后的光强为´cos2aI=I21=cos2300I0=I´21I0×=21322=0.375II021=cos2300=0.304=cos2300I´I(110)121=cos2300I2I0(110)1=´21I0I(110)1=21cos2300I02(110)1(2)考虑偏振片的吸收通过起偏器后的光强为：57/58学时P329思：6-5;10;11;12;13;16P334

习：6-4;5;6

线偏振光3.局部偏振光2.线偏振光--马吕斯定律1.自然光：.....I0上节课4.偏振度4.圆偏振光〔P=1〕

定义

几何表示—只有一个,其大小不变,方向随时间转,其端点轨迹为一个圆.（分左旋光、右旋光）zAxAy时间平均效果Ax=Ay且相关圆光的产生xyA--同频、同幅、二垂直线偏光合成检偏：--圆光通过偏振片的光强变化规律左旋右旋检偏：--圆光通过偏振片的光强变化规律I0ItPxyAyAxAx//Ay//入射光：出射光：干涉：5.椭圆偏振光

定义-t时刻一个，大小方向随t变,其端点轨迹为椭圆。

几何表示:椭圆光的产生zAxAy时间平均效果Ax\Ay相关--同频,不同幅,=/2的二垂直线偏光合成.xyA检偏：--椭圆光通过偏振片的光强变化规律I0IPPxyAyAxAy//Ax//检偏：--椭圆光通过偏振片的光强变化规律入射光：出射光：干涉：椭圆圆振动右旋左旋斜椭圆两频率相同垂直振动的合成：§2光在反射\折射时的偏振性2.1菲涅耳反射\折射公式：n1n2i1.i1s.i1si2.i2根据电磁场边值关系：D法向连续E切向连续H切向连续B法向连续将EP、ES分别在投影由推导:E1P、E1S、i1、n1、n2讨论：反射透射〔1〕Ep、Es反射折射比例不同，影响了反射光折射光的偏振态。〔2〕E’1p、E2p不同，导致反射折射的光强变化。2.2三种反射率、透射率1.振幅反射率r，透射率t定义：反射率透射率注：rs\rp可正可负可有位相变化注：ts,tp永远

0无位相变化n1n2i1i1i2...i1i1i2ss讨论:〔1〕正入射，不改变偏振态〔2〕反射“-〞号表示反射线振动与原约定反向.SP.PSSP

约定实际位相突变

〔3〕斜入射i10P281图6-13-ai1小,反射光弱例：光从空气垂直射向玻璃。rrsrP090o60o1-1iBi1rsrP090o30o1-1iBi1ri全反2、光强反射率R，透射率T定义:〔3〕〔2〕斜入射，i1;RS单调增;RP讨论:上例：湖面的倒影？RRsRP90o60o10iBi1RsRPiBi1i全反R90o30o10Ri1小，反射光弱思考题---湖面的倒影？3.能流反射率

，透射率

i1反射率透射率s1s0s2i22.3反射\折射光的偏振结构.布儒斯特定律1.一般角入射当自然光以任意角i入射时,折\反射均为局部偏振光。i1...........n1n2i1i1i2...i1i1i2ss推论2-当圆偏光以任意角i入射时,折\反射均为椭圆偏振光。推论3-当线偏光以任意角i入射时,折\反射均为线偏振光。偏振方位变化。推论1-说明:(1)P分量全折射—反射光只有S分量--线偏光。S分量不全反射—折射是局部偏振光.偏振度:iBiB...........〔2〕布儒斯特定律可测n2iB.....................n1n2900i22.布儒斯特角iB入射—反射光是S分量的线偏光布儒斯特定律当i1=iB时那么：rp=0-P分量反射为0。59、60学时半波损失期中考试总结课程论文反射透射2.布儒斯特角iB入射—反射光为只有S分量的线偏振布儒斯特定律iB...........1菲涅耳反射\折射公式：上节课（3）玻璃片作用检偏起偏检偏举例：n玻=1.5iB=560......ImaxiBiB....Imin=0iBiB〔4〕玻璃堆折射光起偏•••••1.51.51.51.01.01.01.0••••••••理论实验说明：反射所获得的线偏光仅占入射自然光总能量的7.4%，而约占85%的垂直分量和全部平行分量都折射到玻璃中。为了增加折射光的偏振化程度，可采用玻璃片堆的方法。一束自然光以起偏角56.30入射到20层平板玻璃上，如图：〔4〕玻璃堆折射光起偏•••••1.51.51.51.01.01.01.0••••••••作业:求证2.4反射光半波损失—位相突变n1<n2n1>n2〔P283-6.35式-自证〕由菲涅尔公式--P281图可知：1.反射光的位相变化rrsrP090o60o1-1iBi1rsrP090o30o1-1iBi1ri全反振幅反射率得证！证明：2反射光半波损失—位相突变条件：正入射，.P.

.P结论:当光从光疏进入光密介质时，反射光有半波损失,反之那么无。透射光永远无半波损失。n玻

.PSP’S’P掠入射9080706050403020100应物117105411应物2238634物理学2627342光信1122674123光信2253551432光信314581531总数9273037231910662021级光学期中考试成绩分布80分以上的点名表扬；70分以上的全体表扬；4