6-5偏振

起 偏
I0
起偏器
1 2 I0 偏振化方向
2021/6/7
光的偏振马吕斯定律
8
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
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光的偏振马吕斯定律
9
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光的偏振马吕斯定律
10
三 马吕斯定律（1880 年）
i0
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光的偏振马吕斯定律
19
讨论 讨论下列光线的反射和折射（起偏角 i 0 ）
i0
i0 i0
i0
i
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i
光的偏振马吕斯定律
i
20
11-12 双折射
一 双折射的寻常光和非寻常光
折射定律
i
双折射现象
方解石晶体
n
玻璃
波 动动光光学学
sin i n 恒量
sin
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(迈氏干涉仪光线往返经过介质两次)
光的偏振马吕斯定律
[15-1] 干涉
[15-2] 子波；子波干涉
[15-3] 4；第一；暗（半波带数是暗条纹级数的2倍） [15-4] 2（位相差） ；暗
[15-6] D [15-7] C
类同
[15-9]
5104mm(asin
ax k3
f
)
x8mm 2
光的偏振马吕斯定律
马吕斯从事光学方面的研究。1808 年发现反射时光的偏振，确定了偏振光 强度变化的规律（现称为马吕斯定律）。 他研究了光在晶体中的双折射现象， 1811年，他与J.毕奥各自独立地发现折 射时光的偏振，提出了确定晶体光轴的 方法，研制成一系列偏振仪器。

2
测试条件
符号
最小值
典型值 已安装
最大值
单位
IPG HLC,QBH 兼容 光纤芯径600μm BPP L R 20 100 200 22.0 25.0 mm x mrad m mm
3. 总体特性
N 1 2 3 4 5 特性 带内置空调情况下的运行环境温度范围 在环境温度不高于40 ºC 的湿度范围 无水条件下的储藏温度范围 外形尺寸，宽 X 深 X 高 重量 最小值 10 10 典型值 最大值 50 95 ＋75 856 x 806 x 1186 360
4. 冷却
N 1 2 3 4 5 特性 冷却方式 冷却激光器自来水温度 冷却光学件去离子水温度 水压 冷却激光器的自来水流量 测试条件 符号 最小值 20 27 2.5 20 典型值 水冷 21 30 30 最大值 22 33 3.5 单位 ºC ºC bar l/min
技术指标 掺镱光纤激光器 型号 YLS - 4000 - CT-Y11 YLS CT-Y11
规格: 版本号: 签署日期: 页数:
G22-15967 07 05.12.11 1 of 2
1. 光学特性
N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 特性 运行模式 偏振态 标称输出功率 输出功率调整范围 辐射波长 辐射带宽 开/关光延时 输出功率调制频率 （外部提供调试信号） 输出功率的不稳定度 导引红光功率 测试条件 符号 最小值 典型值 最大值 连续 / 调制 随机偏振 100 1080 6 100 5 ±1 0.4 ±2 0.5 单位
说明：此技术参数仅供参考，不得作为签署技术协议的依据
技术指标 掺镱光纤激光器 型号 YLS - 4000 - CT-Y11 YLS CT-Y11

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 •

178第6章 波动光学（Ⅲ）——光的偏振一．基本要求1．理解光的偏振的概念，光的五种偏振态的获得和检测方法； 2．掌握马吕斯定律及其应用；3．掌握反射光和折射光的偏振，掌握布儒斯特定律及其应用； 4．了解光的双折射现象；5．了解偏振光的应用。

二．内容提要和学习指导（一）光的五种偏振状态：自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。

（二）线偏振光的获得和检验 1．线偏振光的获得：①利用晶体的选择性吸收，可以制造偏振片。

偏振片可用作起偏器，也可用作检偏器。

②利用反射和折射偏振。

布儒斯特定律：自然光在两种介质的界面发生反射和折射时，一般情况下，反射光和折射光都是部分偏振光，在反射光中，垂直入射面的光振动较强，在折射光中，平行入射面的光振动较强。

当自然光以布儒斯特角121tan b i n -=入射（或/2i γπ'+=，或反射光线垂直于折射光线）时，反射光是线偏振光，其光振动垂直于入射面，此时折射光仍然是部分偏振光。

③利用晶体的双折射。

一束光射入各向异性介质时，折射光分成两束。

其中一束光遵守折射定律，称为寻常光（o 光）。

另一束光不遵守折射定律，称为非常光（e 光）。

o 光和e 光均是线偏振光。

o 光的振动方向垂直于o 光的主平面，e 光的振动方向在e 光的主平面内。

光线沿光轴方向入射时，o 光和e 光的传播速度相同。

在晶体内，o 光的子波波面为球面波，e 光的子波波面为旋转椭球面，利用惠更斯原理作图，可确定o 光和e 光的传播方向。

利用晶体的双折射现象，可以制造偏振棱镜和波片。

2．线偏振光的检验：①利用偏振片：由马吕斯定律可得，线偏振光经过检偏器后，出射光强I 与入射光强0I 的关系为：α20cos I I =，其中α是入射线偏振光偏振方向和偏振片通光方向的夹角。

②利用反射和折射偏振。

③利用偏振棱镜。

（三）圆偏振光或椭圆偏振光的获得和检验：线偏振光经过四分之一波片后出射的为椭圆偏振光，当平面偏振光的振动方向与四分之一波片的光轴方向成450角时，出射的为圆偏振光。