光学第十三章概要.ppt

1、光波的偏振,第十三章 光在各向异性介质中的传播,第四节,13-1 双折射,一、双折射现象,双折射现象,寻常与非常光,二、寻常光与非常光,一条遵守折射定律，,寻常与非常光,演示1,若用细光束垂直于晶面入射,演示2,若用偏振器检查,晶体的光轴,三、晶体的光轴,方解石、石英、红宝石等晶体，只有一个光轴方向，称为单轴晶体。 云母、蓝宝石、橄榄石等晶体，有两个光轴方向，称为双轴晶体。,方解石,主要介绍方解石,方解石的光轴,通过A或B，并与三个会合钝角的界面成等角的直线方向，就是方解石晶体的光轴方向,（对于严格等棱长的方解石菱体，即AB连线方向）,与此平行通过晶体的直线都是光轴方向，常用,续上,晶体的主截

2、面,主平面,一般情况下这两个主平面不严格重合,主截面内入射,主要讨论这种最基本的入射情况,若光在晶体的 主截面内入射,振动方向,在晶体主截面内入射,方解石晶体主截面,e光,o、e光的波面,假设方解石内有一单色点光源 S,五、o光和e光的传播速度与折射率,主折射率,主折射率简表,o、e光传播方向,续上,两圆切线为o光束波阵面。,两椭圆切线为e光束波阵面,尼科耳棱镜,晶体双折射产生的o光和e光传播方向夹角一般较小，从晶体出射时两光束互相重叠，难以获得单一的线偏振宽光束。,两宽光束重叠,能否不让其中的一束光从末端输出？,13-5 由双折射产生偏振光的仪器,续上,通过A、B对角并垂直主截面将方解石切成

3、两半,再用加拿大树胶（对钠光折射率为1.55）将其按原位粘合,先将两端面的倾角按一定要求略加修磨,续上,方解石主截面,续上,波片,是从双折射单轴晶体中切割下来的平行平面薄片，其表面与晶体光轴方向平行。,一、波片,13-6 椭圆偏振光和圆偏振光 波片,o、e光相位差,1/4与1/2波片,合成图例,回顾：两个同频率相互垂直简谐运动的合成,椭圆偏振光,二、椭圆偏振光和圆偏振光的获得,椭圆偏振光,自然光,圆偏振光,三、椭圆偏振光和圆偏振光的检验,椭圆偏振光,三、椭圆偏振光和圆偏振光的检验,第五节,13-7 偏振光的干涉,参与合成椭圆偏振光的两束线偏振光，频率相同，相位差恒定，但其振动方向相互垂直，不能

4、产生干涉，只能合成为椭圆偏振光。,若将椭圆偏振光垂直入射于一偏振片，则参与合成椭圆偏振光的两束线偏振光中，只有平行于偏振片透振方向的光振动分量才能透过偏振片，因此，透射光是两束具有振动方向相同、频率相同、相位差恒定条件的线偏振光，可以产生干涉。,相位差的确定,两种典型情况,两种典型情况,p,的相位差恰好相差 ，对于同一波片，,若用单色光入射，这两种典型情况所得的光干涉结果明暗相反；,若用白光入射，两者输出的光色近乎于互补色。,单色光入射,对同一波片用单色光入射,若两偏振片的透振方向相互垂直时由于某波片的双折射引起的偏振光干涉结果获得最强,将两偏振片的透振方向转到相互平行状态时则光干涉结果为最弱,若波片厚度不均匀，输出光场中将会出现明暗干涉条纹，用上述两种状态去观察这种干涉条纹，其明暗分布也是相反的。,白光的色偏振,对同一波片用白光入射,人为双折射,光弹性效应,偏振片2,有机玻璃模型,偏振片1,施压,应力双折射显示的偏振光干涉条纹,克尔效应,偏振片1,偏振片2,在装有平行板电容器的透明盒内，充以某种特定的液体（如硝基苯）,泡克耳斯效应,偏振片1,2. 泡克耳斯效应,偏振片2,KDP（磷酸二氢钾）是一种无对称中心的晶体