1、1,光在晶体中的传播(2) 圆偏振光和椭圆偏 振光的获得和检验,制作者： 赣南师范学院物理与电子信息学院： 王形华,2,复习:,1、双折射现象 一束平行光线照射到晶体表面，在晶体内的两条折射线中，一条总是符合普通的折射定律，电矢量的振动方向与主平面垂直，称为寻常光o光，而另一条却常常违背它，电矢量的振动方向与主平面平行，称之为非寻常光e光.（都是100%的线偏振光）。2、主折射率： no=c/ v0 ne=c/ve3、晶体偏振器 利用晶体的双折射现象可以制作晶体偏振器。 常见的有洛匈棱镜、渥拉斯顿棱镜、尼科耳棱镜。,3,4、波晶片位相延迟片 光学原理：（1）位相延迟片是利用晶体双折射现象而制作
2、的光学元件。（2）一束自然光进入晶体中将分为o光和e光，它们的传播速度不一样（折射率不同），通过相同的空间距离，它们光程不同，从晶体中出来时，它们的位相延迟不一样，从而产生了位相差： =oe= 2 L/ =2 d（ne no ） / （3）当 L = /4时， = /2，称为/4片， 当 L = /2时， = ， 称为/2片， 当 L = 时， = 2， 称为全波片。,4,新授: 3.圆偏振光和椭圆偏振光 的获得和检验,相关知识点 圆偏振光和椭圆偏振光的概念， 左旋光和右旋光。 如果一束光的电矢量E的端点在波面内描绘的轨迹为一圆或椭圆，这样的光称为圆偏振光或椭圆偏振光，它们可以看成是相互垂直并
3、且具有一定位相关系的两个线偏振光的合成。左旋：逆时针方向 右旋：顺时针方向（逆着光线方向看）。,5,一、垂直振动的合成 在光波的波面中，取一直角坐标系，将电矢量E分解为两个分量Ex、Ey，它们是同频的，设Ey相对于Ex的位相差为，则： Ex=Axcost Ey=Aycos(t+ )1、 =0或 Ex=Axcost Ey=Aycos(t) Ey= (Ay/Ax )Ex （直线方程） 合成的偏振态仍为线偏振光 其振幅：A=(Ax2+Ay2) 1 / 2 振动方向：tg= Ay/Ax,6,7,2、= /2 Ex=Axcost Ey=Aycos(t /2)= Aysin(t) (Ex 2 / Ax 2
4、 )+(Ey 2 / Ay 2 ) =1（标准椭圆方程）即：= /2时，轨迹方程是一样，但旋 转方向不同。t=0 Ex= Axcost =Ax Ey = Aysin(t) =0t t = /2 Ey 0 下移 （右旋） = /2 Ey 0 上移 （左旋）,8,9,若：Ay=Ax 矩形框变为正方形框，椭圆退化为与此方框内切的圆圆偏振光，其也存在右旋和左旋，其判断与椭圆偏振光一样。,10,3、普遍情形 (Ex 2 / Ax 2) +(Ey 2 / Ay 2 ) 2ExEycos/AxAy=sin2 这是一个一般椭圆方程，它是以Ex=Ax Ey= Ax为边界的矩形相内切的椭圆，不过其主轴可以是倾斜的
5、，至于主轴究终朝哪一边倾斜以及是左旋还是右旋，与在哪一象限有关。,11,12,结论： ： 一般情形下为椭圆偏振光，只有在一定条件下，才退化为圆偏振光和线偏振光。,13,二、圆偏振光和椭圆偏振光的获得1、某些特殊光源发出圆偏振光或椭圆偏振光，如处在强磁场中的物质，电子作拉摩回旋运动时发出的电磁辐射。2、从自然光中获得：一个起偏器和一个波晶片。（大多数） 自然光 起偏器 线偏振光 波晶片 圆或椭圆偏振光,14,15,讨论：（1）E0和Ee之间的位相差：= 入+ 入 : 入射到波晶片上线偏振光的电矢量在e、o 轴上投影时可能引起的位相差。,16,在一、三象限： 入=0 在二、四象限： 入= ： =o
6、e=2 d（ne no ） / 波晶片本身引起的 出射光一般为椭圆偏振光。（2）出射光为圆偏振光条件：1、Eo 、Ee的振幅: Ae=Ao 2、的大小满足:=/2 , 即= /2 通过/4片即可,17,三、圆偏振光和椭圆偏振光通过 检偏器后强度 的变化1、入射光是椭圆偏振光，转动检偏器的透光方向时，透射光的强度在极大值和极小值之间变化，但不会产生消光现象（与部分偏振光相似）。2、入射光是圆偏振光时，透射光的强度不变（与自然光相似）。Note: 由一个检偏器，不能区分椭圆偏振光和部分偏振光，也不能区分圆偏振光和自然光,为此还需借助/4片。,18,19,四、通过波晶片后光束偏振状态的变化1、入射光
7、是线偏振光（1）将E按波晶片的e轴和o轴分解： Ae=Acos Ao=Asin 入=0或（2）由波晶片出射的光，其振幅仍为Ae 、Ao 出=入+ =oe=2 d（ne no ） / 对于波片/4： =/2 出= /2 结论：e轴或o轴与振动方向一致， =0或线偏振光；e轴或o轴与振动方向成450角，= 450 圆偏振光；其它位置，椭圆偏振光。,20,2、入射光是圆偏振光 Ae = Ao 出= /2 任何位置，出射光均为线偏振光（通过波片/4 ）。3、入射光是椭圆偏振光（1）e轴、o轴与椭圆主轴一致，线偏振光；（2）其它位置， 出= /2,情形较复杂，但出射光仍为椭圆偏振光。4、自然光、部分偏振光 波晶片 自然光、部分偏振光,21,22,五、圆偏振光和椭圆偏振光的检验,23,作业：P202 4.,
