3-12双折射偏振棱镜1PPT课件

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光的偏振ppt课件

自然光
....
线偏振光 .
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
（1） I0 cos2 1 I0
2
32
解得＝ 54044
（2） I0 cos2 I0
2
3
解得＝ 35016
【例题13-2】光强为 I0 的自然光相继通过偏振片P1、P2、P3 后光强为I0 /8，已知P1 P3，问：P1、P2间夹角为何？
解: 分析
I0
P1
I1
P2
P3
I2
I3=I0/8
e光
线偏振光
3. 晶体的光轴
当光在晶体内沿光轴方向传播时不发生双折射。
光轴是一特殊的方向,凡平行于此光轴
方向的直线均为光轴。
102o
单轴晶体：只有一个光轴的晶体双轴晶体: 有两个光轴的晶体
78o 78o 102o
4. 主平面(光的传播方向与晶体光轴构成的平面)
·
光轴
·
o光
光轴
e光
(o光振动垂直o 光主平面)
i0 — 布儒斯特角或起偏角
•
i • n1
•
•
i
b
0
n1 sin i0 n2 sin γ n2 sin(900 i0 ) n2 •

双折射偏振棱镜

实验证明： O 光和 e 光均为偏振光.
A
B
o
e D
C
oe
12 双折射偏振棱镜
波动光学
由于方解石结构中存在[CO3]平面三角形，而且在结构中它们是平行排列的，所以导致方解石晶体在平行于[CO3]平面三角形方向上的折射率与垂直该方向的折射率相差很大，因此，方解石具有很大的双折率。
12 双折射偏振棱镜
波动光学
产生双折射的原因
寻常光线在晶体中
各方向上传播速度相同.
光轴
c nΟ vΟ 常量
非常光线晶体中各
ve
方向上传播速度不同,随
方向改变而改变.
c ne ve
ne 为主折射率
O光波阵面
vO
e 光波阵面
12 双折射偏振棱镜
方解石晶体
光轴在方解石这类晶体中存在一个特殊的方向，当光线沿这一方向传播时不发生双折射现象 . 称这一方向为晶体的光轴.
波动光学
12 双折射偏振棱镜
波动光学
主截面当光在一晶体表面入射时，此表面的法线与光轴所成的平面.
当入射面是主截面时， O 光的振动垂直
e 主截面；光的振动平行于主截面.
光轴
109 0
710
光轴
1090
710
e光
o光
12 双折射偏振棱镜
二尼科耳棱镜
波动光学
90 A 48
68
B
加拿大树胶 D
i
双折射现象
方解石晶体
n
玻璃
sin i n 恒量
sin
波动动光光学学
12 双折射偏振棱镜
双折射偏振棱镜

《双折射偏振棱镜》课件

工作原理
入射光
自然光入射到双折射偏振棱镜上。
双折射
由于两个直角棱镜的折射率不同，入射光在两个棱镜之间发生双折射现象，分解成两个偏振方向相互垂直的线偏振光。
反射与透射
出射光
两个线偏振光分别在两个棱镜上反射和透射，由于棱镜的高反射性和高透光性，使得两个线偏振光能够完全分离。
两个线偏振光作为出射光从双折射偏振棱镜中射出。
光学信号处理
信号分离
在光学信号处理中，双折射偏振棱镜用于分离不同偏振状态的光信号，从而实现多通道信号的解调。
增强信号质量
通过使用双折射偏振棱镜，可以有效地滤除噪声和干扰，提高信号的质量和信噪比。
光学通信
高速光数据传输
在光纤通信中，双折射偏振棱镜用于实现高速光数据的传输和解调，从而提高通信系统的数据传输速率和可靠性。
偏振棱镜的性能。
结构设计
优化双折射偏振棱镜的结构设计，以改善其光学性能和机械稳定性。
表面处理
对双折射偏振棱镜的表面进行抛光和镀膜处理，以提高其光学质量和耐久性。
制造工艺
采用先进的制造工艺，如精密加工和超精密加工技术，以确保双折射偏振棱镜的制造精度
和一致性。
05 双折射偏振棱镜的发展趋势与展望
特性
具有高透光性、高反射性、高偏振度等特点，广泛应用于光学仪器、激光技术、光通信等领域。
结构与组成
结构
双折射偏振棱镜由两个直角棱镜组成，两个棱镜的折射率不同，使得入射的自然光在两个棱镜之间产生双折射现象。
组成
主要由石英、方解石等光学材料制成，具有稳定的物理和化学性质，能够保证长期使用过程中性能的稳定性。
并被利用。
偏振度

《双折射现象》课件

通过利用晶体或塑料等材料制造的特殊透镜，可以实现对不同偏振状态
光的分离和操控。
02
光学通信
在光纤通信中，双折射现象可用于实现光的偏振复用，从而提高通信容
量和传输速率。通过在光纤中引入双折射效应，可以实现信号的并行传
输和信号的解调。
03
光学传感
双折射现象还可以应用于光学传感领域，如压力、温度、磁场等物理量
的测量。通过利用双折射现象对光的偏振状态的影响，可以实现对物理
量的敏感测量。
02
双折射现象的物理原理
光的波动性
光的波动性是指光在传播过程中表现出的振动特性。光波是一种横波，具有振动方向与传播方向垂直的特性。
当光波通过某些介质时，由于介质中分子或原子对光的振动方向产生影响，导致光波的振动方向发生变化，从而影响光的传播方向。
光的偏振
光的偏振是指光波的振动方向在某一特定平面内。自然光中，光波的振动方向是随机的，但在特定条件下，光波的振动方向可以被限制在某一特定平面内。
偏振光在某些介质中传播时，其传播方向会受到介质中分子或原子的影响，从而表现出不同的光学性质。
双折射的物理机制
双折射是指当光线通过某些晶体或其它双折射介质时，光波会分裂成两个偏振方向相互垂直、传播速度不同的光线，这种现象称为双折射。
双折射现象在光学通信和信息处理中有重要的应用，如光子晶体光纤、量子通信等，利用双折射现象可以实现高速、大容量的信息传输和处理。
双折射现象的研究趋势与展望
探索新型双折射材料
随着科技的发展，新型材料的不断涌现，探索具有更高双折射系数、更稳定的新型双折射材料是未来的研究趋势之一。
深入研究双折射机制
目前对双折射机制的理解还不够深入，未来需要进一步深入研究光与物质相互作用机制，揭示双折射现象的本质。

光的偏振1PPT课件

光传播时，其振动方向绕着传播方向旋转，且在垂直于波线平面的投影为一圆。即：Ax = Ay
5、椭圆偏振光：
光传播时，其振动方向绕着
V2
传播方向旋转，且在垂直于波线
平面的投影为一椭圆。即：此时
两垂直方向的振幅分量不相等：
Ax ≠ Ay
注意：
圆偏光与椭偏光有旋向问题——在迎着光波线方向上，光振动的端点沿逆时针方向旋转的称为左旋偏振光；沿顺时针方向旋转的称为右旋偏振光。
线偏振光水平方向不吸收
2 起偏与检偏：
偏振片的起偏和检偏方法偏振片既可作起偏器又可作检偏器。
⑴ 起偏
⑵ 检偏
待检光 ?
光强 I 不变，
是什么光？
光强 I 变，有消光是什么光？
光强 I 变，无消光是什么光？
I P
⑴ 起偏：
使自然光（或非偏振光）变成偏振光的过程。
方法 ⑵ 检偏：
偏振光的检验
三个基本途径原理：二向色性布儒斯特定律双折射
第一种从普通光源中获取偏振光的方法利用偏振片（二向色性）可以获取偏振光
偏振片
偏
振
自
化
然
方
光
向
线偏振光
三、偏振片起偏和检偏：
1 偏振片：
偏
偏振片
振
称偏振片中光
化
的透过方向为偏振
方Hale Waihona Puke 化方向。自然光向
可简单示为：
偏振片
线偏振光
自然光 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
★ 偏振态：光矢量在垂直光传播方向的平面内的振动状态
E

《光学棱镜一》课件

价
Part One
单击添加章节标题
Part Two
光学棱镜的基本概念
棱镜的形状和结构
形状：三角形、矩形、圆形等结构：由两个或多个平面镜组成功能：改变光的传播方向应用：光学仪器、光学实验等
棱镜的分类
折射棱镜：根据折射定律，将光线折射到不同方向
反射棱镜：利用反射定律，将光线反射到不同方向
色散棱镜：将不同颜色的光线分散到不同方向
偏振棱镜：将偏振光偏振到不同方向
复合棱镜：由多种棱镜组合而成，具有多种功能
棱镜在光学系统中的作用
折射光线：改变光线的传播方向
分色：将不同颜色的光分开
聚焦：将光线汇聚到一点
成像：形成清晰的图像
色散：将不同颜色的光分散开来
偏振：改变光的偏振状态
Part Five
光学棱镜的应用领域
摄影和摄像领域的应用
光学棱镜在摄影和摄像领域的应用广泛，如镜头、滤镜等。
光学棱镜可以改变光线的传播方向，实现光线的聚焦和分散，从而改变图像的亮度、对比度和色彩。
光学棱镜还可以实现图像的放大和缩小，以及图像的旋转和翻转。
光学棱镜在摄影和摄像领域中，还可以实现图像的虚化和背景模糊，以及图像的锐化和清晰度调整。
自动驾驶汽车：光学棱镜在自动驾驶汽车中的作用，如激光雷达、摄像头等。
医疗领域：光学棱镜在医疗领域的应用，如内窥镜、手术显微镜等。
航空航天：光学棱镜在航空航天领域的应用，如卫星通信、太空望远镜等。
THANKS
汇报人：
Part Four
光学棱镜的设计与制作
设计原则和步骤
设计原则：满足光学性能要求，如折射率、色散等
设计步骤：确定光学性能要求，选择合适的材料和形状，进行光学计算和模拟，制作模具和样品，进行光学测试

光的偏振课件 PPT

主截面:光轴与晶体表面光入射点得法线组成得平面。
主平面:晶体中光(o光或e光)得传播方向与晶体光轴构成得平面。
o光得振动方向垂直于o光得主平面; e光得振动方向平行于e光得主平面。当o光与e光得主平面相互平行时,两光得振动互相垂直、
法线
o光的主平面
····
e光的主平面
光轴 o光
光轴
e光
光轴
得作用下,显示出双折射现象,称为克尔效应。
+
P1
E
o
e
P2
-
外加电场破坏溶液得各向同性,产生各向异性,产生双折射,光轴方向平行于电场方向;
n no ne E 2 即：n bE 2
经过长度为l得电场区,克尔效应产生得附加相位差为:
2
lbE 2
令K b
2KlE 2，其中K为克尔常数，单位为m
用惠更斯原理确定折射
光得传播方向、
用惠更斯作图法确定光在晶体中得传播方向
例题1:负晶体方解石 ne 1.486, no 1.658
以入射点为中心,以1/no 为半径作圆。
以1/no为短轴, 1/ne为长轴作椭圆
空气晶体
光轴
•••
•••
oe oe
例题2：方解石 ne 1.486 no 1.658
2
no
ne d
晶体双折射
I (P) A2e2 A2o2 2 A2e A2o cos
A1 cos2 2 A1 sin2 2 2A12 sin2 cos2 cos
A12
1
1 2
sin 2
2
1 2
sin 2
2
cos
当：
2k，即

第十二光的偏振 PPT

cos2
P1 A1 P2
I2 I1 cos2
A2
----马吕斯定律 A1 sin A1 cos
讨论:
I2 I1 cos2
(1) =0或 =1800时,
I2=I1光强最强
(2)=900或=2700时,
I=0光强最弱
问题:之间插入另一偏振片,
情况如何？
I0 P1
P3 P2
I1 I2
例: 两平行放置得偏振片, 偏振化方向成450角, 自然光垂直入射后, 透射光与入射光得强度之比为多少? ( 分别讨论偏振化方向无吸收与有10% 吸收得情况。)
非常光线（e光） (extraordinray rays)
不服从折射定律的光线
A
B
o.... C
e ..
D .
o .... e ..
不服从折射定律指得就是:
1、折射光线一般不在入射面内; 2、入射角得正弦与折射角正弦之比不就常量,即折射率与入射光线得方向有关。
当方解石晶体旋转时,o 光不动, e 光围绕 o 光旋转。
P1
F
P2
e
起偏器
o
检偏器 F
实验表明: no ne kp
k:比例系数,p:压强
平面
...
光轴方向
. e.光. . . o光
e光主平面 o 光主平面
(3)当入射面就是晶体得主截面时, o光与e光得主平面重合(都在入射面内 ),此时o光与e光得振动方向相互垂直。
e 光轴 o
4、双折射现象得解释
F 原因:o光在晶体内得速度各向同性,e光却就是各向异性
o光:子波波面为球形面 e光:子波波面为椭球面
14.710

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生双折射。 o 光、e 光方向不变。
13
(3)光轴与晶体表面斜交，自然光垂直入射
·· ··
··
光轴
···
晶体
···
光
· ·
轴 ·· 方解石
oe
o e o e 这正是前面演示的情形。
注意：此时e光的波面不再与其波射线垂直了。
2021/3/10
14
例. ABCD 为一块方解石的一个截面，光轴方向在屏幕ຫໍສະໝຸດ 3.磁光效应----法拉第效应
在磁场作用下非晶体显现双折射现象。
2021/3/10
19
共同的心声
一起帮助孩子更好学习，一起帮助孩子健康成长。
A 光轴
q
B
C
D
A 光轴
q e光
2021/3/10
[C]
C
o光 15
B
五、偏振光的获得 (1).利用光双折射现象
1).尼克尔棱镜
单一的方解石晶体产生的o、e偏振光靠得很近，尼克尔棱镜可使两束光分得较开。
加工后将两块方解石
光轴
用加拿大胶粘合起来，
n1.55
90 48
e光
no 1.658 ne 1.468
面内且与AB 成一锐角q ,如图所示.一束平行的单色自
然光垂直于 AB 端面入射.在方解石内折射分解为 o 光
和 e 光, o 光和 e 光的 :
D
(A) 传播方向相同,光矢量的振动方向互相垂直.
(B) 传播方向相同,光矢量的振动方向不互相垂直.
(C) 传播方向不相同,光矢量的振动方向互相垂直. (D) 传播方向不相同,光矢量的振动方向不互相垂直.
(3).二向色性晶体对互相垂直的两个光振动有选择地吸收。
例如：电气石吸收异常光线的性能强。三种方法的对比
使用方便程度、线偏振光的质量好坏、价格。
2021/3/10
18
六、人工双折射
用人工的方法使某些非晶体物质呈现双折射现象。
1.光弹效应机械应力使非晶体产生双折射现象。
2.电光效应----克尔效应在电场作用下非晶体显现双折射现象。
2021/3/10
68 o光
加拿大胶
16
n1.55
光轴
no 1.658
90
ne 1.468
48
68
对于o光
no n 产生全反射
e光
o光加拿大胶
对于e光 ne n 可以透过，则获得偏
振光。尼克尔棱镜比较贵。多用于高级光学实验。
2021/3/10
17
(2).利用布儒斯特定律
以i0入射时：反射光是线偏振光，E垂直于入射面。此玻璃堆的透射光是线偏振光，E在入射面内。
另一个像围绕第一个像旋转。
e光的像
纸面
双折
光光
射
方解石晶体
2021/3/10
o光的像 3
继续旋转方解石晶体：
纸面
双折
光光
射
2021/3/10
方解石晶体
4
继续旋转方解石晶体：
纸面
双折
光光
射
2021/3/10
方解石晶体
5
继续旋转方解石晶体：
纸面
双
折光光
射
2021/3/10
方解石晶体
ne< no ，ne 称为no
晶体的主折射率
如：方解石、红宝1石0
三、主平面
1.主平面: 晶体内任一光线和光轴所决定的平面为此光线的主平面。
• o 光、e 光都有各自的主平面。
E0 O光主平面 Ee // e光主平面
o光：
························ vot
光轴
e光：
vot
3.光轴：晶体内的一个特殊方向。此方向上，o
光和 e 光等速，折射率相等，无双折射现象。
单轴晶体：
具有一个光轴的晶体
方解石、石英等
双轴晶体：
具有两个光轴的晶体
云母、硫黄等。
2021/3/10
9
4.正晶体,负晶体. 晶体内o光和e 光的波面
o波面：球面波
e波面：椭球面
c 2nn02eo1/3/1如0 vvc：eo 石n英e>、n冰o
6
继续旋转方解石晶体：
纸面
双
折射
光光
2021/3/10
方解石晶体
7
二、寻常光、非常光
e光
o光
1.寻常光 -- o光 (1)服从折射定律 n1siinn2sirn o
(2) 沿各方向的光的传播速度相同，
2.非常光 -- e光各向折射率 no 相同，为线偏振光。
(1)不服从折射定律（折射 sini const. 光线一般不在入射面内） sinre (2)沿各方向的光的传播速度不相同，各 2021/3/10 向折射率 ne 不相同，也为线偏振光。 8
第十三节
双折射偏振棱镜
2021/3/10
1
一、双折射现象
当一束自然光穿过双折射晶体（各向异性介质）时，分成两束偏振光。这种现象称……
天然的方解石晶体是双折射晶体
例如：白纸上涂一个黑点，将
方解石放在纸上，可观察到两
个黑点，旋转方解石，一个黑
点不20动21/3/，10 另一个黑点旋转。
2
当方解石晶体旋转时，一个像不动，
vet 光轴
2021/3/10
11
• 只有光轴在入射面内时， o 光、e 光主平面重合，和入射面也重合。 o 光垂直e 光。
光轴
e光
71
o光
方解石
2021/3/10
12
四、惠更斯原理作图确定o 光、e 光传播方向
(1)
(2) 光轴
A
B
光轴
e光 o光
2021/3/10
自然光垂直入射；光
轴平行晶体表面，产