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L13-椭圆偏振光定义 椭圆偏振光定义

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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,1,行业借鉴#,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,2,行业借鉴#,3）椭圆偏振光能够分解成两束互相 垂直的线偏振光,当 时，,3,行业借鉴#,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,行业借鉴#,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。,5,行业借鉴#,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,6,行业借鉴#,（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,行业借鉴#,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,行业借鉴#,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：,9,行业借鉴#,（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,10,行业借鉴#,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：,11,行业借鉴#,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,12,行业借鉴#,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,13,行业借鉴#,（2） 写出入、反和透射波在固定 坐标系中的分量式：,由于：,14,行业借鉴#,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：,15,行业借鉴#,（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？,16,行业借鉴#,（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：,17,行业借鉴#,4）讨论,（1） 、 、 、 、 和 均为复数,18,行业借鉴#,（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,19,行业借鉴#,20,行业借鉴#,2）光强反射率和光强透射率的表达式,21,行业借鉴#,3）能流反射率和能流透射率的表达式,22,行业借鉴#,4）能量守恒公式：,23,行业借鉴#,5）正入射时的反射率和透射率,；,24,行业借鉴#,6）举例：正入射时,25,行业借鉴#,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,26,行业借鉴#,从玻璃（n1.5）到空气的振幅和光强反射率,27,行业借鉴#,8）布儒斯特角,由：,时，,，,令：,，,，,，,则：,称 为布儒斯特角,28,行业借鉴#,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,29,行业借鉴#,10）能流关系式,设入射光为自然光，且有：,30,行业借鉴#,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。,31,行业借鉴#,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。,32,行业借鉴#,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,33,行业借鉴#,5例题：求以布儒斯特角入射的自然光 透过一块平板玻璃后的偏振度 （忽略玻璃对光的吸收）？,，,，,解：设入射自然光的强度为：,34,行业借鉴#,，,，,35,行业借鉴#,36,行业借鉴#,37,行业借鉴#,

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