椭圆偏振光椭圆度的测定

O
1 2 cos , sin 2 2 G＝ 1 sin 2 , sin 2 2
检偏器透光轴与x’轴夹角 是，其琼斯矩阵为：
1 2 1 2 cos , sin 2 A cos A sin 2 2 A1 1 2 2 E出 GE入＝ A iA 1 2 sin 2 , sin 2 2 1 sin 2 iA2 sin 2 2
2、偏振分光镜与/4片组合
Io/4
Io Io/2 普通分光镜
Io/2 Io Io Io 偏振分光镜
稳频He-Ne激光 (He-Ne laser)
压电晶体(Piezoelectric crystal)
/2片
/4片
被检面
偏振分光 棱镜 prism
检偏器
TV相机
非球面测定用干涉仪
itg
2 1


结论：
1）从1/4波片出射的是线偏光。出射线偏光的光矢量 与x轴的夹角=/2。
2）旋转检偏器可测得，故可求，即求得了待测玻璃的 双折射率之差，从而分析了玻璃内部的应力情况 。
二、会聚(Convergence)偏光仪的干涉
P
C
A
会聚偏光仪干涉装置
透过厚度为d的晶片时两束出射光之间的相位差：
半影式检偏器工作原理 原理
结构： P H A
y
P1
O H1
’ ’
H2 P2 A
x
2 2 I1＝OH1 sin ( ' ) 2 2 I 2＝OH 2 sin ( ' )
2、椭圆偏振光的测定 含义：用实验方法测定表示偏振状态的参量（指 定坐标系中的方位角、椭圆度tg和旋向；或直角 坐标系下两偏振光振幅比和位相差。） y y’ C2 A2 x’

椭圆偏振光椭圆形状的测定
随着科技的发展，椭圆偏振光椭圆形状的测定已成为当今科技领域中的重要研究方向之一。

它可用于传感器、激光器、光学元件的研究和开发，以及太空技术、望远镜、显微镜等光学仪器的制造。

因此，研究如何准确测量椭圆偏振光椭圆形状对科技发展至关重要。

椭圆偏振光椭圆形状的测定是一项复杂的任务，它需要精确地测量光的路径，以确定椭圆椭圆形状的参数。

为此，研究人员通常使用三维结构光测量技术，它可以以千分之一的精度来测量偏振椭圆形状。

三维结构光测量技术主要是使用一种特殊的膜结构将偏振光线
测量分解为两个不同的光斑，然后测量这两个光斑之间的距离，以及着色体的位置和方向。

有了这些观测数据，研究人员就可以计算出椭圆形状的准确参数。

目前，研究人员已经取得了显著的进步，使用三维结构光测量技术能够工作在极端环境下，如高压、低温的环境中，以及极端的光源强度等条件下。

同时，针对椭圆形状参数测量的精度也有所提高，不仅能够测得椭圆形状的准确参数，而且还可以测量出典型的宏观结构几何元素，例如椭球椭圆形状参数和结构元素的有限元几何形状参数。

此外，为了进一步提高椭圆形状测量的精度，研究者还开发了其他方法，如Laplacian偏振椭圆形状测量技术和光可调谐等，它们都可以极大提高椭圆形状测量的精度。

综上所述，椭圆偏振光椭圆形状的测定是一项复杂的任务，但研究人员已经通过开发各种新技术，如三维结构光测量技术、Laplacian
偏振椭圆形状测量技术和光可调谐等，大大提高了测量椭圆形状参数的准确性和精度。

它们将为未来的技术研究和开发提供重要依据。

椭圆偏振光椭圆形状的测定
椭圆偏振光椭圆形状的测定可以通过使用椭圆偏振仪或正交线偏振器进行测量。

如果采用正交线偏振器，可以用调制器将偏振光线调制到椭圆偏振状态，然后使用偏振光纤收集调制后的偏振光，并将其传输到偏振分析仪，以测量椭圆偏振状态。

另一种方法是使用椭圆偏振仪，它可以生成椭圆偏振光，将其传输到需要测量的椭圆偏振光源，然后再传输到偏振分析仪，以测量椭圆偏振状态。

最后，还可以使用椭圆偏振实验仪进行椭圆偏振测量，它可以实现多种高分辨率偏振测量。

此外，该仪器也可以测量多边形偏振。

此外，还可以使用双自由度的偏振分析仪来测量椭圆偏振光，即可以用它来测量多种偏振状态，以获得更为复杂和准确的结果。

最后，可以使用偏振控制器来控制椭圆偏振光的振幅和相位分布，以实现更精确的椭圆偏振测量。

另外，针对复杂的偏振状态，还可以使用偏振激元法、偏振场矩阵、偏振流形以及偏振增强成像等技术来进行椭圆偏振测量。

§5.5 椭圆偏振光与园偏振光的产生和检验
一、 圆偏振光和椭圆偏振光起偏 晶体相移器件
1、椭圆和圆偏振光获得（思路及装置） （一种相移元件）
思路： 根据振动方向相互垂直、频率相同的两个简谐振动能够合
成椭圆和圆的原理，可有双折射现象获得椭圆和圆偏振光。
分析： 自然光入射到晶片上，
光轴
出射光仍为自然光。（无恒定的相位差）晶片
d
自然光透过晶片是得不到椭圆和圆偏振光的。 o e
线偏振光入射到晶片上，可分解为振动方向相 互垂直的 e 光和 o 光。
晶片：光轴 平行于表面 的晶体薄片
出射光为振动方向相互垂直的、具有固定位相关
系的线偏振光 椭圆和圆偏振光
2、椭圆和圆偏振光起偏装置（光路图） 光轴
y
λ
Ae
A0
？ x
P2 A2e
若单色光入射，且d不均匀， 则屏上出现等厚干涉条纹。色
若若dd均不匀均不匀变，，且而以以白白光光入入射射，，则则屏屏上上出出现现彩均色匀条的纹颜。色。偏振
色偏振： 由于某种颜色干涉相消，而呈现它的互补色
如 红色相消→绿色；蓝色相消→黄色
二、人为双折射
人为地造成介质的各向异性，而产生双折射。
A出
Ae 正最大时，Ao为负最大
A入
线偏振光振动面转过2 角度 A0出
A0入
1/2波片的作用—— 使线偏振光振动面转过2 角度
二、椭圆偏振光与圆偏振光的检偏
用1/4 波片C 和偏振片P 可把自然光与圆偏振光
（或部分偏振光与椭圆偏振光）区分开来。
自然光 圆偏振光
自然光 四 分 线偏振光 之
一、偏振光的干涉
P1
AC
Ao

椭圆偏振光光矢量旋转方向的几种判断方法椭圆偏振光（Elliptically Polarized Light，EPL）指的是在极化态上具有水平、竖直两个极性组合的椭圆波动的光矢，其中的椭圆轴按照当前的极化方向而定。

EPL的特征表征了这种光矢的旋转性，以及它们对于极化态的响应。

由于EPL具有不同的极化态，其在多种科学过程中都扮演着重要的角色。

因此，确定EPL旋转方向是非常重要的，而目前存在有不同的方法来判断EPL旋转方向，包括：通过椭圆形谱仪（Ellipsometer）测量定义的椭圆偏振度（Ellipticity）和旋转角（Retardation）；使用彩色滤片（Colour Filters）来测量EPL的旋转度；使用结构化光谱波谱仪（Structured Light Spectrometer）直接测量EPL状态；以及利用偏振子（Polarizer）变换器将EPL转换为不同的极化态来检测旋转方向。

首先，椭圆形仪（Ellipsometer）可以用于测量EPL状态，其原理是利用夹角基底原理将检测到的EPL状态转换为两个角：椭圆度（Ellipticity）和旋转角（Retardation），根据这两个角就可以判断EPL的旋转方向。

其次，彩色滤片（Colour Filters）也可以用于测量EPL的旋转度，它可以发那它EPL状态，并将其转换成红色、绿色和蓝色，然后通过比较滤片之间的颜色明暗程度来判断EPL的旋转方向。

此外，利用结构化光谱波谱仪（Structured Light Spectrometer）也可以用于测量EPL的状态，结构化光谱波谱仪使用的是散射诱导的光学截止波，它可以直接测量EPL状态，进而判断EPL旋转方向。

最后，偏振子（Polarizer）变换器可以用来检测EPL的旋转方向，它可以将EPL转换为不同的极化态，并利用夹角基底原理测量数据，以确定EPL旋转方向。

总而言之，14早圆偏振光光矢旋转方向可以通过椭圆形谱仪（Ellipsometer）、彩色滤片（Colour Filters）、结构化光谱波谱仪（Structured Light Spectrometer）以及偏振子（Polarizer）变换器等不同的方法来确定。

1，自然光通过检偏器 由于自然光具有轴对称性，将光强为Io的自然光中每一个光矢量都在x,y两个方向上分
解，因此有Ix=Iy=Io，这说明肉然光可以等效为等幅(Io/2) 、无确定相位关系、阻取向任意 的两个正交的线偏振光。
如图44-1所示,Ip- θ曲线应为一条直线。
2.线偏振光通过检偏器——马吕斯定律 马吕斯定律指出，一束如图44-2所示光强为Io的线偏振光，通过检偏器的透射光强为
人眼仅对光的强弱变化敏感，而无法直接感知光的各种偏振态，必须借助检偏器，研 声透射光强的孪化来判定光的偏振态。检偏器(或起偏器)是二种只允许某一振动方向光通 过的光学器件，当它用来产生线偏振光时称为起偏器，用来检验线偏振光时称为检偏器。 常用的检偏器有两类：一类是利用材料对不同方向的电磁振动具有选择吸收特性的原理制 成的，称为偏振片；另一类是用双折射晶体制成的特殊棱镜,如尼科耳棱镜,格兰棱镜等,这 类棱镜的透光率和偏振度远高于偏振片。在检偏器上能够让电矢量充分透过的方向称为透 振方向，记作P，与P正交的方向上的电矢量将被强烈吸收而无法透过，称为消光方向。
2.线偏振光的检验 将起偏器的起偏角定在偏振方向为0”的位置，然后旋转检偏器找到光强最大的位置，
记录功率计的读数，而后每隔30”记录一次透射光强的数值，直到旋转一周后出现两次极 大和两次“消光”。画出透射光强随角度变化的曲线与理论曲线相比较，验证马吕斯定律 。
3. 1/4波片的摆正 旋转检偏器使PA正交，在起偏器与检偏器之间放一1/4波片，调节波片使激光束通过
3.椭圆偏振光
角度 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 光强 0.08 0.34 0.99 1.30 1.02 0.42 0.08 0.34 0.95 1.26 0.99 0.34 0.08

椭圆偏振法简称椭偏法，是一种先进的测量薄膜纳米级厚度的方法。

椭偏法的基本原理由于数学处理上的困难，直到本世纪40年代计算机出现以后才发展起来。

椭偏法的测量经过几十年来的不断改进，已从手动进入到全自动、变入射角、变波长和实时监测，极大地促进了纳米技术的发展。

椭偏法的测量精度很高（比一般的干涉法高一至二个数量级），测量灵敏度也很高(可探测生长中的薄膜小于0.1nm的厚度变化)。

利用椭偏法可以测量薄膜的厚度和折射率，也可以测定材料的吸收系数或金属的复折射率等光学参数。

因此，椭偏法在半导体材料、光学、化学、生物学和医学等领域有着广泛的应用。

通过实验，读者应了解椭偏法的基本原理，学会用椭偏法测量纳米级薄膜的厚度和折射率，以及金属的复折射率。

一、实验原理椭偏法测量的基本思路是，起偏器产生的线偏振光经取向一定的1／4波片后成为特殊的椭圆偏振光，把它投射到待测样品表面时，只要起偏器取适当的透光方向，被待测样品表面反射出来的将是线偏振光。

根据偏振光在反射前后的偏振状态变化（包括振幅和相位的变化），便可以确定样品表面的许多光学特性。

设待测样品是均匀涂镀在衬底上的透明同性膜层。

如图3.5.1所示,n1,n2和n3分别为环境介质、薄膜和衬底的折射率，d是薄膜的厚度，入射光束在膜层上的入射角为，在薄膜及衬底中的折射角分别为和。

按照折射定律有(1)光的电矢量分解为两个分量，即在入射面内的P分量及垂直于入射面的S分量．根据折射定律及菲涅尔反射公式，可求得p分量和s分量在第一界面上的复振幅反射率分别为,而在第二界面处则有,从图3.5.1可以看出，入射光在两个界面上会有多次的反射和折射，总反射光束将是许多反射光束干涉的结果。

利用多光束干涉的理论，得p分量和s分量的总反射系数,其中( 2)是相邻反射光束之间的相位差，而为光在真空中的波长。

光束在反射前后的偏振状态的变化可以用总反射系数比(R P/R S）来表征。

在椭偏法中，用椭偏参量和来描述反射系数比，其定义为 (3)分析上述各式可知，在，，n1和n3确定的条件下,和只是薄膜厚度d和折射率n2的函数，只要测量出和，原则上应能解出d和n2。

(no ne )d (2k 1) / 2 , k 0,1,2 相干相长 (no ne )d k , k 1,2
相干相消
• 偏振片M与N的透振方向相互平行（M//N)
AeN A cos cos
M
N
c
AeN
Ae
AON A sin sin
17-7 人为双折射现象
• 光弹现象
E M
F
现已成为光测弹性学基础。
N
o
• • I
0
I0 2
o' F
透明的各向同性介质在机械应力作用下，显示出光学上的各向 异性，与OO’为光轴的双折射类似，这种现象叫做光弹效应。 实验表明，在一定胁强强范围内：
S为材料 E受力的面积。
k 为胁强光学系数
F (ne no ) k S
d
波长片
任意 1/2波片

任意
00或900
出射光的偏振态
与入射光偏振态相同
与入射光偏振态相同 出射线偏光振动方向与入射光 振动方向对于光轴对称，两者间夹角2 圆偏振光 线偏光 长短轴之比为tan或Ctan 的正椭圆偏光 椭圆偏振光

450
1/4波片 非波片 非半波片 非波片 非半波片 非1/4波片
M
N M
• • I
0
•• 色偏振（互补原理的应用）
取不同厚度的云 母片将它们贴在 玻璃板上，放在 两个用白光照明 的正交偏振片M、 N 之间，其厚度 MN 使其呈现红、绿、 蓝三色。 当M、N平行时，则呈现青、品、黄。
M // N
白光中去掉红为青；白光中去掉绿为品；白中去蓝为黄。
这两个偏振片在由正交向平行方位过渡时， 出射光的颜色，亮度发生变化的现象，称 为色偏振。

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。

椭圆偏振实验报告椭圆偏振实验报告椭圆偏振实验是一种用于研究光的偏振性质的实验方法。

通过该实验，我们可以了解光的偏振方向、偏振度以及光的振动状态等相关信息。

本次实验旨在通过测量不同偏振光通过样品后的光强变化，来确定样品的偏振特性。

实验装置主要由光源、偏振片、样品、检光器等部分组成。

首先，我们使用光源产生一束线偏振光，然后通过旋转偏振片，调整光的偏振方向。

接着，将光照射到样品上，并使用检光器测量通过样品后的光强。

在实验过程中，我们可以通过旋转偏振片，改变光的偏振方向，从而观察到光强的变化。

在实验中，我们选择了几种常见的样品进行测试，包括透明介质、金属表面以及液晶材料等。

首先，我们测试了透明介质的偏振特性。

通过测量不同偏振方向的光通过样品后的光强，我们可以确定样品的透过率以及光的偏振方向。

实验结果显示，透明介质对不同偏振方向的光有不同的吸收和透射特性，这与光的偏振性质有关。

接下来，我们研究了金属表面的偏振特性。

金属表面对光的反射特性与入射光的偏振方向密切相关。

通过实验测量，我们发现金属表面对于垂直入射的s偏振光具有较高的反射率，而对于p偏振光则具有较低的反射率。

这一现象可以通过光的振动方向与金属表面的电场分布之间的关系来解释。

最后，我们研究了液晶材料的偏振特性。

液晶材料是一种具有特殊光学性质的材料，可以通过电场的作用改变光的偏振状态。

通过实验测量，我们发现液晶材料对于不同偏振方向的光有不同的旋光性质。

这一现象可以用液晶分子的排列方式以及电场对分子排列的影响来解释。

通过以上实验，我们可以得出结论：不同的样品对于光的偏振有不同的影响。

透明介质、金属表面以及液晶材料都具有特殊的光学性质，可以通过调整光的偏振方向来改变光的传播和反射特性。

这些实验结果对于深入理解光的偏振性质以及应用于光学器件的设计和制造具有重要意义。

总结起来，椭圆偏振实验是一种研究光的偏振性质的有效方法。

通过测量不同偏振光通过样品后的光强变化，我们可以确定样品的偏振特性。

椭圆偏振光的产生及检测03级物理系 黄柳容 指导老师：江俊勤摘要 椭圆偏振光是两列频率相同，振动方向互相垂直，且沿同一方向传播的线偏振光的合成。

其电矢量的端点在波面内描绘的轨迹为一椭圆。

要获得一般的椭圆偏振光，只需令自然光连续通过一个起偏器和一个波晶片。

而要对其进行检测则需要根据形成椭圆偏振光的不同来设计不同的检验方案。

关键词 椭圆偏振光 相位差 1/4波片 检偏器 起偏器 透射光强1 引言光的偏振是大学物理教学中的一个重点和难点。

本文只选取了椭圆偏振光这一部分内容，详细的讲述了它的成因、各种偏振形态，并根据形成椭圆偏振光的方法不同，详细的叙述了三种情况下的检验方法。

从而使学生对椭圆偏振光有更深层次的了解。

2 椭圆偏振光的产生椭圆偏振光是两列频率相同，振动方向互相垂直，且沿同一方向传播的线偏振光的合成。

其电矢量的端点在波面内描绘的轨迹为一椭圆。

要获得一般的椭圆偏振光，只需令自然光连续通过一个起偏器和一个波晶片。

起偏器将自然光变为线偏振光，波晶片将线偏振光分解为o 光和e 光，由于它们在晶体内的传播速度不同，产生了一定的相位差δ，射出晶片后，o 光和e 光合成在一起便得到椭圆偏振光。

把射出晶片的两个分量写成x E =x A cos ωty E =y A cos(ωt+δ) （1）由（1）式有：xx E A sin(ωt+δ) - y y E A sin ωt=sin δ (2) xx E A cos(ωt+δ) - y yE A cos ωt=0 (3) (2)、(3)式平方后相加得22x x E A +22yyE A -2x x E A y y E A cos δ=2sin δ (4)这是个一般椭圆方程。

它与x E =±x A y E =±y A 为界的矩形框相内切。

如图[2]1图1此外，任意一个场点电矢量的端点沿椭圆运动的方向与相位差δ有关。

如图2表示各种形态的椭圆，图上横坐标是x 轴，纵坐标是y 轴，图上所注δ表示的y E 振动超前于 x E 的相位(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i)图2当沿着光的传播方向观察时，若一个场点的电矢量端点描出的椭圆沿顺时针方向旋转，称之为右旋．．椭圆偏振光．．．．．。

椭圆偏振仪的原理及其应用1. 椭圆偏振仪的原理椭圆偏振仪是一种用于测量光的偏振特性的仪器。

它主要基于两个原理：斯托克斯矩阵和椭圆参数。

1.1 斯托克斯矩阵斯托克斯矩阵是描述光偏振状态的一种数学表示方法。

它由四个参数组成：S0、S1、S2和S3。

其中，S0表示光的总强度，S1和S2表示偏振态的强度和方向，S3表示偏振轴的旋转。

1.2 椭圆参数椭圆参数是另一种描述光偏振状态的方法。

它由两个参数组成：椭圆的短轴和长轴。

2. 椭圆偏振仪的应用椭圆偏振仪在许多领域中都有广泛的应用，下面列举了其中一些主要的应用。

2.1 光学材料表征椭圆偏振仪可以用来测量光学材料的偏振特性。

通过测量材料的斯托克斯矩阵或椭圆参数，我们可以了解材料的光学性质，例如透射率、反射率和吸收率等。

这对于研究光学材料的性能和开发新的光学器件非常重要。

2.2 光纤传感器椭圆偏振仪可以作为光纤传感器的检测器。

通过测量光纤中传输的偏振光的斯托克斯矩阵或椭圆参数的变化，我们可以监测到光纤周围环境的特性。

这可以用于温度、压力、湿度等参数的监测，也可以用于检测光纤中的损伤和故障。

2.3 生物医学领域椭圆偏振仪在生物医学领域中也有广泛的应用。

例如，它可以用于测量生物组织的偏振特性，从而帮助诊断和治疗一些疾病。

此外，椭圆偏振仪还可以用于检测药物的成分和浓度，以及研究细胞和组织的结构和功能。

2.4 光通信和光储存椭圆偏振仪可以用于光通信和光储存领域。

通过测量光纤或光器件中传输的偏振光的斯托克斯矩阵或椭圆参数，我们可以优化光信号的传输和存储效率。

这对于提高光通信和光储存系统的性能非常重要。

2.5 光谱分析椭圆偏振仪还可以用于光谱分析。

通过测量光的偏振特性，我们可以了解物质的结构和成分。

这对于化学分析、材料研究和环境监测等应用非常有意义。

3. 总结椭圆偏振仪是一种重要的光学仪器，它可以测量光的偏振特性，并应用于各种领域。

通过了解椭圆偏振仪的原理和应用，我们可以更好地理解光的性质，提高光学仪器的性能，以及开发出更多的应用。

偏振态
自然光
P196
偏振片，透振方向 绕光束旋转
光强不变
先通过1/4波片，再通过偏 振片
光强不变(鉴定)
圆偏振光
平面偏振光 部分偏振光 椭圆偏振光
光强不变
光强改变，在某一 角度消光(鉴定) 光强改变，但不消 光 光强改变，但不消 光
光强改变，出现消光(鉴定)
光强改变，但不消光 转动1/4波片和偏振片，出 现消光(鉴定)
2、进一步鉴定
• 先让光通过1/4波片! • 自然光：仍是自然光 • 圆偏振光：变为平面偏振光 • 部分偏振光：仍是部分偏振光 • 椭圆偏振光：仍是椭圆偏振光，当光轴与 椭圆长短轴重合，可以得到平面偏振光。 • 再通过线检偏器，可以将自然光与圆偏振 光鉴别；部分偏振光与椭圆偏振光鉴别。
偏振态的鉴定
都是左旋的
与坐标系的取法无关
快轴就加，慢轴就减！
线偏振光通过1/4波片也可获得圆偏振光
• 如果入射光的电矢量与光轴间的夹角为45o
Ex Ax cos t E y Ay cos(t 0) Ex Ax cos t E y Ay cos(t )
圆偏振光
椭圆偏振 光
e或o光轴与波片同椭圆主轴一致 其它位置
线偏振光 椭圆偏振光
光的偏振态的鉴定
• 1、使用线检偏器，可鉴定平面(线)偏振光
• 旋转检偏器，观察透射光强度的变化 • 自然光：光强不变 • 圆偏振光：光强不变 • 平面偏振光：光强改变，在某一角度消光 • 部分偏振光：光强改变，但不消光 • 椭圆偏振光：光强改变，但不消光
I0 A12 2 c (1 cos c ) cos 2 2 2
二、讨 论
• 在 c k (n0 ne )d 相同的条件下，两偏振片 平行和正交时，两者总相位差为π。 • 这两种情况的干涉光强互补，即

椭圆偏振光偏振度计算1. 引言1.1 背景介绍椭圆偏振光是一种具有特殊偏振特性的光束，其具有不同于线偏振光和圆偏振光的偏振状态。

椭圆偏振光在光学领域具有重要的应用价值，在生物医学、材料科学、通信技术等领域都有广泛的应用。

研究椭圆偏振光的偏振度计算方法具有重要意义。

随着光学技术的不断发展，现有的偏振度计算方法已经能够对线偏振光和圆偏振光进行准确计算，然而对于椭圆偏振光的偏振度计算仍存在一定挑战。

深入研究椭圆偏振光的特性和表示方法，探索有效的偏振度计算方法，对于提高光学测量的精度和准确度具有重要意义。

本文旨在详细介绍椭圆偏振光的特点、表示方法以及偏振度的计算方法，通过实际计算实例和对影响因素的分析，探讨椭圆偏振光偏振度计算的重要性，为未来相关研究提供参考和指导。

1.2 研究目的研究目的：椭圆偏振光偏振度计算是光学研究的重要组成部分，其研究目的包括但不限于以下几点：1. 探究椭圆偏振光的特点及表示方法，深入理解椭圆偏振光在光学领域的重要性和应用价值；2. 研究偏振度的计算方法，探索如何准确、快速地计算椭圆偏振光的偏振度，为光学实验和应用提供技术支持；3. 运用计算实例来验证偏振度的计算方法的准确性和稳定性，为椭圆偏振光的实际应用提供参考；4. 分析影响椭圆偏振光偏振度计算结果的因素，探讨如何优化计算方法，提高计算的准确性和稳定性；5. 总结椭圆偏振光偏振度计算的重要性，指出未来研究的重点和方向，为光学研究领域的发展提供参考和借鉴。

2. 正文2.1 椭圆偏振光的特点椭圆偏振光是一种具有非线性振荡模式的电磁波，它具有以下特点：1. 椭圆偏振光具有两个主要振动方向，通常被描述为主轴和次轴方向。

主轴方向上的光强大于次轴方向上的光强，导致光波的振动方向不再只沿着一个方向。

2. 椭圆偏振光的偏振态可以通过椭圆度和偏振度来描述。

椭圆度是描述椭圆偏振光偏振特性的参数，偏振度是描述光波偏振程度的参数。

3. 椭圆偏振光在传播过程中会发生偏振态的演变，导致光学性质的变化。

椭圆光谱仪测量原理
椭圆光谱仪是一种用于测量光的偏振状态的仪器。

它基于椭偏振光的特性，通过测量椭圆光的椭圆参数来确定光的偏振状态。

椭圆光谱仪的测量原理包括以下几个步骤：
1. 准直和调节：将输入光束通过透镜准直，然后调节仪器使光束正确地对准测量系统。

2. 产生椭圆偏振光：使用偏振器和膜片来产生椭圆偏振光，这是一种两个直线偏振态之间的混合态。

3. 光束分离：使用分束器将输入光束分解成两个方向不同的光束。

4. 测量光学元件：将两个方向的光束分别传递到两个旋转元件（如1/4波片和1/2波片）中，这些元件可以改变光束的偏振
状态。

5. 旋转元件调节：通过旋转元件来改变椭圆光的椭圆参数，调节到合适的角度。

6. 光束合并：将两个旋转后的光束重新合并成一个光束。

7. 椭圆参数测量：使用入射角度、光强和相位等参数来计算椭圆的倾斜角度、长短轴比例和相位延迟等椭圆参数。

8. 数据处理：根据测得的椭圆参数，可以推导出光的偏振状态，如偏振角度、偏振椭圆、线偏振度等。

通过以上步骤，椭圆光谱仪可以实现对光的偏振状态的测量和分析。

椭圆偏振光与部分偏振光的检验实验课题：《大学物理学》（下）p256告诉我们关于偏振光的检验有关知识，我们了解了利用一块偏振片与四分之一波片检验出自然光、部分偏振光、线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光的方法，以下是相关实验过程与结论：表Ⅶ-3偏振光的检验第一步令入射光通过偏振片Ⅰ，改变偏振片I的透振方向P1，观察透射光强度的变化（图1）观察到的现象有消光强度无变化强度有变化，但无消光结论线偏振自然光或圆偏振部分偏振或椭圆偏振第二步a.令入射光依次通过λ/4片和偏振片Ⅱ，改变偏振片Ⅱ的透镜方向P2，观察透射光的强度变化b.同a，只是λ/4片的光轴方向必须与第一步中偏振片Ⅰ产生的强度极大或极小的透振方向重合观察到的现象有消光无消光有消光无消光结论圆偏振自然光椭圆偏振部分偏振但是实际上，偏振光的偏振化方向与四分之一波片的光轴方向一般是不会标明的，椭圆偏振光的两主轴的位置也是不知道的，这就使椭圆偏振光与部分偏振光的检验发生了困难。

以下，用旋转波片的方法使这一问题得以解决。

知识准备1熟悉偏振光、起偏器、四分之一波片及其性质2了解斯托克斯矢量及马吕斯定律3学会光路图的安装及调整光路实验原理：一般情况下，椭圆偏振光均可以看做线偏振光经过一任意延迟量的波片形成的，由入射光的斯托克斯适量和四分之一波片的勒密矩阵可以求出出射光的斯托克斯矢量并且有：任意椭圆偏振光通过1/4波片后，只要1/4波片的快慢轴与椭圆长轴与短轴方向一致，则出射光均可补偿为一线性偏振光。

而部分偏振光可以看做是自然光与偏振光的叠加，由斯托克斯矢量可得经过1/4波片后仍为部分偏振光。

由马吕斯定律可得其光强随检偏器的转动而变化的关系图实验装置：光路图如下：L待检测的光源B为可以旋转的四分之一波片，C为可以旋转的检偏器，M为接收检验光的装置。

实验步骤：1按图布置光路，调整光轴，使M可接收到被检验光。

2轻轻旋转四分之一波片，同时观察 M上接收光的光强变化（可观察到光变明变暗再变明的变化）。

椭圆偏振光谱
椭圆偏振光谱是一种研究物质的光谱技术，它具有许多优点，如能
够提供有关分子结构和性质的详细信息。

下面将从原理、应用和优缺
点等方面介绍椭圆偏振光谱。

1. 原理
椭圆偏振光谱是一种利用偏振光对样品中电子态、振动态和旋转态的
影响来研究样品特性的技术。

当样品中的分子与偏振光相互作用时，
它们会改变光的偏振方向、振幅和相位，这些变化可以通过椭圆偏振
光对比度和椭圆度的变化来定量描述。

2. 应用
椭圆偏振光谱广泛应用于材料科学、生物医学、化学和物理学等领域。

在材料科学方面，它可以用来研究材料的电荷传输、电子结构和磁性
等特性；在生物医学方面，它被用于研究蛋白质的二级结构、药物分
子的构象和反应机制等；在化学和物理学领域，它可以用来研究分子
的对称性、离子掺杂以及光子晶体等方面。

3. 优缺点
椭圆偏振光谱有很多优点，如定量、灵敏和特异性等，可以提供有关
分子结构和性质的详细信息。

与其他传统的光谱技术相比，它能够优
化样品的测量精度和灵敏度，同时还有利于提高数据分析的精确性和
可靠性。

然而，椭圆偏振光谱也存在一些缺点，如样品制备的复杂性
和设备成本的高昂等。

4. 总结
综上所述，椭圆偏振光谱是一种重要的光谱技术，它可用于研究多种物质的性质和特性。

这种方法准确性高、可靠性好、数据精确度高，被广泛应用于各个领域。

但也需要注意样品制备和设备成本等方面的问题。

因此，椭圆偏振光谱依然是科学研究中的重要工具之一。