电气石 光轴 电气石 e光 ···· 光轴 可产生线偏振光 2. 偏振棱镜 偏光镜: 格兰─汤姆孙棱镜 吸收涂层 ··光·•轴·方·解石·i 方解石 o 加拿大·树·胶·光e·轴• ·· 光轴的取向使o光、e光(n对= 1.应55) 的恰是no、 ne 。 偏光分no 束(1.镜658:沃4)>拉n斯(顿1.5棱5)镜>ne1(21方.4解光8石6轴o4·) 三. 单轴晶体中光传播的惠更斯作图法(e>o) 1. 光轴平行晶体表面,自然光垂直入射 ·· ·· 光轴 晶体 e ··o e ··o o, e在方向上虽没分开, 但速度上是分开的。 2. 光轴平行晶体表面,且垂直入射面, 自然光斜入射 sini sinro c o n0 sini sinre c e ne ····i ····cΔt 起偏振角 i = i0 时,反射光只有S分量 i 0 — 布儒斯特角或 起偏角 i0 +r0 = 90O 由 n 1 si 0 i n 2 sr 0 i n 2 ci 0 os 有 tgi0 n2 n1 n21 —布儒斯特定律 (1812年) 若 n1 =1.00 (空气),n2 =1.50 (玻璃), 则:空 玻 气 →玻 璃 →空 oeΔΔtt r0 ·r·e e o • 光轴 ··晶体 e o 3. 光轴与晶体表面斜交,自然光垂直入射 ·· ·· ·· ·· 晶体 光轴 光轴 ··· ··· oe oe ·· 方解石 oe 此时e光的波面不再与其波射线垂直了 §5 晶体光学器件 一. 晶体起偏器件 1. 晶体的二向色性、晶体偏振器 某些晶体对o光和e光的吸收有很大差异, 这叫晶体的二向色性 方解石 n0>ne 光·轴···方解石··e ·· 二. 晶体相移器件,圆和椭圆偏振光的起偏 1. 晶片─相位延迟片 晶片是光轴平行表面的晶体薄片。 y Ae Ax λ Ao 光轴 P Ae A 线偏振光 Ao d 光轴 通过厚为d的晶片,o、e光产生相位差: 三. 检偏 用偏振器件分析、检验光的偏振态 P 待检光 I ? 思考: • I不变?是什么光 • I变,有消光?是什么光 • I变,无消光?是什么光 §3 反射和折射光的偏振 *散射光的偏 一振. 反射和折射时光的偏振 n1 ····i i ···· n2 r· n·1 ···i0 线偏振光 i0····S n2 r0 · 自然光反射和折射 后产生部分偏振光 气 璃 ii00ttgg111111..50..05000035364128互 余 二. 玻璃片堆起偏和检偏 1自.当起然i偏光=从i0时空气II0→玻12璃s·i·2n·(·i·0·i0r0·)······················· I 7% I0 2. 检偏 ... 玻璃片堆 (接近线偏振光) *三. 散射光的偏振 1.散射光的产生 2.散射光的偏振 四. 圆偏振光, 椭圆偏振光 右旋圆 偏振光 右旋椭圆 偏振光 y 传播方向 y E x 0 x z /2 某时刻右旋圆偏振光E随z的变化 五. 偏振度 P Ip It Ip In Ip It —部分偏振光的总强度 In —部分偏振光中包含的自然光的强度 Ip —部分偏振光中包含的完全偏振光的强度 完全偏振光 (线、圆、椭圆 ) P o光 : 遵从折射定律 n 1sii n n 2siron e光 : 一般不遵从折射定律 sini const sinre e光折射线也不一定在入射面内。 3. 晶体的光轴 当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生 双折射,该方向称为晶体的光轴。 例如,方解石晶体(冰洲石) 102° A • 光轴是一特殊的方向,凡平 光轴 行于此方向的直线均为光轴。 y x 分子型 入射 电磁波 z z 线栅起偏器 • 偏振片的起偏 P 非偏振光I0 ··· 二. 马吕斯定律 I0 P 线偏振光 I 偏振化方向 (透振方向) E0 I I 1 2 I0 P E=E0cos I0E02, I E2E 0 2co2s II0co2 s 马吕斯定律(1809) 0 2, ,I I I 0m — —a I 0 消x 光 =自1然光 ( 非偏振光 ) P =部0分偏振光 0<P<1 偏振度的另一种表示:PImaxImin ImaxImin §2 偏振片的起偏和检偏,马吕斯定律 一. 起偏 • 起偏:从自然光获得偏振光 • 起偏器: 起偏的光学器 •件起偏的原理:利用某种光学的不对称性 • 偏振片 微晶型 非·偏·振·光 光轴 线偏振光 电气石晶片 光轴 ························votc 光轴 vot o光: e光: n0 0 ono , e ne c e n0 ,ne称为晶体的主折射率 光轴 正晶体 : ne> no vet (e< o) vot 负晶体 : ne< 子波•源 no (e>o) 正晶体 (vo > ve) vet 光轴 vot• vet 子波源 负晶体 (vo < ve ) 入射自然光 p I() 振荡电偶极子电磁 辐射强度的角分布 y 散射光 (线偏振光) x •p 散射光 (自然光) z 散射光 B (部分偏振光) §4 光在晶体中的传播, 双折射 e e• ··· o ··· •o 方解石 一. 双折射的概念 自然光 n1 ຫໍສະໝຸດ Baidu i 1. 双折射 n2 (各向异 re 2.寻常光和非寻常光 性媒质) ro e光 o光 B 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 4. 主平面和主截面 主平面:晶体中光的传播方向与晶体 光轴构成的平面。 o光的 主平面 ···· e光的 主平面 光轴 o光 光轴 e光 主截面:晶体表面的法线与晶体光 轴构成的平面。 二. 晶体的主折射率,正晶体、负晶体 光矢量振动方向与晶体光轴的夹角不同, 光的传播速度也不同。 一束自然光可分解为两束振动方向相互 垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。 Ex Ey IIxIy 自然光的表示法: · · · 三. 部分偏振光 部分偏振光 部分偏振光的分解 部分偏振光可分解为两束振动方向相互 垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光。 部分偏振光的表示法: ·· 平行板面的光振动较强 ·· ···· 垂直板面的光振动较强 第三章 光的偏振 (Polarization of light) §1 光的偏振状态 一. 线偏振光 传播方向 E · 振动面 面对光的传播方向看 线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解 y Ey E x Ex Ex Ecos Ey Esin 线偏振光的表示法: ····· 光振动垂直板面 光振动平行板面 二. 自然光 没有优势方向 自然光的分解