圆偏振光和椭圆偏振光都属于完全偏振光
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光的偏振与光的旋转光的偏振是光学中一项重要的现象,它指的是光波在传播过程中,由于特定方向的振动分量被滤除或抑制,而使光波的振动方向偏离参考方向的现象。
而与偏振相关的一个现象是光的旋转,即光波在传播过程中沿着光轴方向旋转的现象。
本文将从光的偏振和旋转的概念、原理、应用以及相关技术等方面进行说明。
一、光的偏振光的偏振是指光波的振动方向在空间中固定不变的现象。
一束光波由许多具有不同振动方向的光波组成,通常情况下,光波的振动方向是沿着垂直于传播方向的平面分布的。
根据振动方向的不同,可以将光波分为不偏振光、线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。
1. 不偏振光不偏振光是指振动方向随机变化的光波,它是由各种不同方向的光波叠加形成的。
不偏振光一般包含了各种振动方向的光波,其振动方向没有特定规律。
2. 线偏振光线偏振光是指振动方向沿着一条直线传播的光波。
其振动方向可以是任意方向,只要沿着同一条直线即可。
线偏振光可以通过偏振片等光学元件实现。
3. 圆偏振光圆偏振光是指振动方向沿着一个圆周传播的光波。
圆偏振光可以分为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光两种,它们的振动方向沿着同一方向传播,但旋转方向相反。
4. 椭圆偏振光椭圆偏振光是指振动方向沿着一个椭圆传播的光波。
椭圆偏振光可以看作是线偏振光和圆偏振光的叠加。
椭圆偏振光可以通过有序的振动方向构成椭圆来描述。
二、光的旋转光的旋转是指光波在传播过程中沿着光轴方向产生旋转的现象。
光的旋转主要与介质的物理性质有关,尤其是光的折射率。
在介质中,折射率与光的频率和介质的物理性质密切相关,通过改变介质的物理性质,可以实现光的旋转效应。
光的旋转可以分为自旋转和外界介质诱导的旋转两种。
1. 自旋转自旋转是指光在自由空间中传播时,由于介质的自旋角动量的影响,使光波的传播方向产生旋转。
自旋转是一种固有的光学性质,与光波的振动方向和自旋角动量的关系密切。
2. 外界介质诱导的旋转外界介质诱导的旋转是指光在介质中传播时,介质的物理性质对光波的传播方向产生旋转的影响。
浅谈偏振光的产生和应用作者:李翔泽来源:《西部论丛》2019年第01期摘要:光的偏振是一种物理现象。
随着时代的发展,光的偏振现象被越来越多的人熟知和应用。
光的偏振现象也使得人类对光传播的规律理解更进一步,是人类在光学研究中一大突破。
现阶段,偏振光已广泛应用于國防,科研,生产和生活之中。
本文对于偏振光的产生和应用进行了一定的阐述。
关键词:光的偏振偏振状态偏振光一、偏振光的定义及分类(一)偏振光的定义通常,光的矢量被包含在光源的所有方向上,并且它的振幅在所有可能的方向上都是相等的,这种光被称为自然光。
而偏振光指的是其振动方向恒定,或者是具有一定规律性的光矢量。
偏振光的产生是由于光矢量分布不均匀。
(二)偏振光的分类完全偏振光:根据光波电矢量端部波前轨迹形状的不同,偏振光大致可分为平面偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光三种类型。
平面偏振光和圆偏振光都属于椭圆偏振光,是它的一种特殊存在形式。
椭圆偏振光和圆偏振光能够看成是具有恒定相位关系和垂直振动方向的两个线偏振光的组合。
部分偏振光:部分偏振光的偏振态相对于完全偏振光的偏振态来说要更加复杂一些。
简单来说,在垂直于光传播方向的平面上,含有各种振动方向的光矢量,如果光振动在某一方向更显著,使得光的偏振态并不均匀,这时就会产生部分偏振光。
不难看出,部分偏振光其实是自然光和完全偏振光的叠合。
二、常用的偏振光产生方法方法一:可以通过反射、双折射、多重折射和选择性吸收等几种方法来获得平面偏振光。
反射光为完全偏振光,其特征是平行于入射平面的振动比垂直于入射平面的振动小一些。
折射光是部分偏振光。
一般光学玻璃具有以上的特性。
因此,利用多个平行玻璃片就可以获得平面偏振光。
方法二:使用偏振片产生偏振光。
偏振片可以吸收垂直振动的光,是一种采用特殊方法制造的薄膜,它具有二色性。
这意味着某些物质可以吸收光在某一方向上的振动,并且只允许垂直于光的振动方向的通道。
因此,可以利用偏振膜的二色性来获得偏振光。
自然光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光与圆偏振光的混合光的识别物理学院07级王进光20071001119一. 各种光的产生概念自然光源(如日光,各种照明灯等)发射的光是由构成这个光源的大量分子或原子发出的光波的合成。
这些分子或原子的热运动和辐射是随机的,它们所发射的光振动,出现在各个方向的几率相等,这样的光叫做自然光。
自然光经过媒质的反射、折射或者吸收后,在某一方向上振动比另外方向上强,这种光称为部分偏振光。
如果光振动始终被限制在某一确定的平面内,则称为平面偏振光,也称为线偏振光或完全偏振光。
偏振光电矢量E的端点在垂直于传播方向的平面内运动轨迹是一圆周的,称为圆偏振光,是一椭圆的则称为椭圆偏振光。
获得线偏振光的方法由晶体双折射产生偏振当自然光入射于某些各向异性晶体时,在晶体内折射后分解为两束平面偏振光,并以不同的速度在晶体内传播,可用某一方法使两束光分开,除去其中一束.剩余的一束就是平面偏振光。
尼科耳(Nicol)棱镜是这类元件之一(图1)。
它由两块经特殊切割的方解石晶体,用加拿大树胶粘合而成。
偏振面平行于晶体主截面的偏振光可以透过尼科耳棱镜,垂直于主截面的偏振光在胶层上发生全反对而被除掉。
图 2图一2.圆偏振光和椭圆偏振光的产生如图2所示,当振幅为A的平面偏振光垂直入射到表面平行于光轴的双折射晶片时,若振动方向与晶片光轴的夹角为,则在晶片表面上o光和e光的振幅分别为和,它们的相位相同,进入晶片后,o光和e光虽然沿同一方向传播,但具有不同的速度。
因此,经过厚度为d 的晶片后,o光和e光之间将产生相位差δ:(1)式中表示光在真空中的波长,n0和ne分别为晶体中o光和e光的折射率。
(1)如果晶片的厚度使产生的相差,这样的晶片称为1/4波片。
平面偏振光通过1/4波片后,透射光一般是椭圆偏振光,当时,则为圆偏振光;但当和时,椭圆偏振光退化为平面偏振光。
换言之,1/4波片可将平面偏振光变成椭圆偏振光或圆偏振光;反之,它也可将椭圆偏振光或圆偏振光变成平面偏振光。
圆偏振光、椭圆偏振光如何检验?首先讨论它们产生的原理。
圆偏振光、椭圆偏振光产生的原理如图10— 2所示图10 — 2当一束自然光经起偏器后,得到线偏振光再入射到波片时,被分成E。
和Ee两个振动分量,由于它们在晶体内的传播速度不同,通过波片后产生一定的位相差,出射后两束光速度相同,合成后一般得到椭圆偏振光,o光相对e光的位相差为=2π/λ ×(no- ne)dd —波片厚度在满足以下两个条件时,出射光是圆片振光:1.起偏器的透光轴与波片的快(慢)轴夹角α= 45°2.两束光在波片中产生位相差=(2m +1)× π/ 2 (m = 0; ±1; ±2; )或Δ= ( no – ne ) d =(m + 1/ 4)λ可见,该波片是λ/4波片,因此线偏振光只有通过λ/4波片才可能产生圆偏振光。
如何检验圆偏振和椭圆偏振光呢?一般采用以下两种方法:1、让圆或椭圆偏振光透过检偏器,通过旋转检偏器观察能量变化,来确定光的偏振态。
2、将圆偏振或椭圆偏振光变换成线偏振光,再通过马吕斯定律进行检验为什么圆偏振光经1/8 波片后成为椭圆偏振光?圆偏振光相位差不是PI/2吗。
+PI/4后怎么就变成了线偏振光。
这个很好解释么,圆偏振光原来的相位差是pi/2,线偏振光的相位差是pi或者是0,除了这个之外,所有的相位差,造成的偏振态形状都是椭圆的。
圆偏振本来pi/2,你经过λ/8波片,相位差加pi/4,那你用你的原来的pi/2+pi/4=3pi/4,相位差既不是0,也不是pi,自然就不是线偏振光,所以自然是个椭圆偏振的,怎么可能变成线偏振的?还有你这个问题太诡异了,题目里面问,为什么变成椭圆光,内容里面却问怎么就变成线偏振光,你到底是要问什么?只有经过λ/4波片的圆偏振,才能变成线偏振,还有通常都没有人用什么λ/8波片,都是λ/4的或者λ/2的波片,不知道楼主从哪里看来的λ/8波片?λ/4波片合成椭圆偏振光的原理是什么原理就是给本来没有相位差或者相位差是pi的线偏振光,附加上了pi/2的相位。
偏振光分类《偏振光分类》嘿,你知道偏振光吗?这玩意儿可有点意思呢。
今天咱就来聊聊偏振光的分类。
偏振光啊,就像是一群很有个性的小光精灵,它们有着不同的特点,所以就被分成了不同的类别。
首先呢,有平面偏振光。
这就好比是一群排着整齐队伍的小光精灵,它们都在同一个平面里振动。
我给你说啊,我有一次在海边玩的时候,看到那种波光粼粼的水面。
那水面上的反光啊,就有点像平面偏振光的感觉。
我当时戴着偏光太阳镜,哇,那个效果超明显的。
没戴眼镜之前,那水面的反光晃得我眼睛都快睁不开了,感觉就像无数个调皮的小光精灵在乱蹦跶,拼命往我眼睛里钻。
但是一戴上偏光太阳镜,嘿,神奇的事情发生了。
那些刺眼的光一下子就变得柔和起来了,就好像那些原本乱成一团的小光精灵被一个指挥官给指挥得规规矩矩的,都在同一个平面里乖乖振动了。
我就好奇呀,这偏光太阳镜咋这么厉害呢?后来才知道,原来是利用了平面偏振光的原理。
这平面偏振光啊,它的振动方向就像一条直线一样,规规矩矩的,所以能被偏光镜给调整。
然后呢,还有圆偏振光。
这圆偏振光就像是一群小光精灵在跳圆圈舞。
它们的振动方向啊,是不停地绕着传播方向旋转的,就像在画一个个的圆。
我记得我有一次玩那种激光笔,把激光笔照在一个特殊的晶体上。
那个晶体呢,就把激光变成了一种很奇妙的光,看起来有点像漩涡一样。
我当时就在想,这会不会就是圆偏振光呢?后来一查资料,还真有点像。
这圆偏振光啊,它不像平面偏振光那么“老实”地在一个平面振动,而是像个调皮的舞者,旋转着自己的舞步,一圈又一圈。
再就是椭圆偏振光啦。
椭圆偏振光呢,就介于平面偏振光和圆偏振光之间。
它的振动轨迹就像个椭圆。
这就好比是那些小光精灵跳舞的时候,既没有圆偏振光那么圆润地旋转,也不像平面偏振光那么规规矩矩地在一个平面振动,而是走出了一种椭圆的轨迹。
我在做一个小实验的时候,用一些镜片组合起来观察光。
发现有些光的样子看起来有点像被压扁了的圆偏振光,当时我就琢磨,这会不会就是椭圆偏振光呢?经过反复试验和学习,还真是呢。
完全偏振光:
1、线偏振光。
光矢量端点的轨迹为直线,即光矢量只沿着一个确定的方向振动,其大小随相位变化、方向不变,称为线偏振光。
2、椭圆偏振光。
光矢量端点的轨迹为一椭圆,即光矢量不断旋转,其大小、方向随时间有规律的变化。
3、圆偏振光。
光矢量端点的轨迹为一圆,即光矢量不断旋转,其大小不变,但方向随时间有规律地变化。
思维扩展
部分偏振光:在垂直于光传播方向的平面上,含有各种振动方向的光矢量,但光振动在某一方向更显著,不难看出,部分偏振光是自然光和完全偏振光的叠加。