天津大学：《工程光学》课程PPT教学课件（几何光学、物理光学）第十四章 光的偏振和晶体光学基础（14.5）晶体偏振器件

第五节晶体偏振器件 一、偏振器件(Polarizing device) 作用:产生偏振光或检测偏振光。 天津大学精仪学院 一)偏振起偏棱镜 1.尼科耳棱镜(Nicol prism) 材料:方解石(Calcite) n=1.65836,n=1.48641 天津大学制作 1 24

1 一、偏振器件(Polarizing device) 1. 尼科耳棱镜（Nicol prism） 材料：方解石(Calcite) no =1.65836, ne =1.48641 (一)偏振起偏棱镜 第五节 晶体偏振器件 作用：产生偏振光或检测偏振光

尼科耳棱镜( Nicol prism v制作v孔径 v原理v缺点 光轴 天津大学精仪学院 90 Canada balsam 尼科耳棱镜(W. Nicol) 天津大学作 24

2 68。 71 。 90 。 77 。 尼科耳棱镜（W.Nicol） 光轴 尼科耳棱镜(Nicol prism) Canada balsam 制作 原理 孔径 缺点

2.格兰一汤姆逊(Glan- Thompson)棱镜 光垂直于棱镜端面入射时 v制作 v原理 A 天津大学精仪学院 Canada balsam 光轴 天津大学作 24

3 2. 格兰－汤姆逊（Glan-Thompson）棱镜 光垂直于棱镜端面入射时 A A q A＝光轴 o q e Canada balsam 制作 原理

v孔径 v缺点 当入射光束不是平行光或平行光非正入射时 天津大学精仪学院 XA O 光轴 孔径角的限制 天津大学作 24

4 A A q A＝光轴 孔径角的限制 当入射光束不是平行光或平行光非正入射时 i' o i e o e 孔径 缺点

3.格兰一付科棱镜(Glan- foucault prism) 天津大学精仪学院 0.86I 0.56I A A 天津大学作 a)光轴垂直于入射面 b)光轴平行于入射面 24

5 3. 格兰－付科棱镜（Glan-foucault prism） q q A A a) 光轴垂直于入射面 e o 0.56I I q q A A b)光轴平行于入射面 e o 0.86I

Comments Nicol prism is a good polarizer, but it is expensive and has a limited field of view(28%). The Glan-Thompson prism 天津大学精仪学院 has a wider angular aperture(40%), but is wasteful of calcite and hence even more expensive. The Glan-Foucault prism has no cement(but a narrow field) and thus is less likely to be damaged at high 天津大学作 power densities 24

6 Comments Nicol prism is a good polarizer, but it is expensive and has a limited field of view (28o ). The Glan-Thompson prism has a wider angular aperture (40o ), but is wasteful of calcite and hence even more expensive. The Glan-Foucault prism has no cement (but a narrow field) and thus is less likely to be damaged at high power densities

(二)偏振分束棱镜 1.渥拉斯顿棱镜( Wollaston prism): 利用两个正交的光轴分解光。材料:冰洲石。 v制作 天津大学精仪学院 原理 v思考 v缺点 天津大学作 = arcsin[(o-nkg小 24

7 1. 渥拉斯顿棱镜（Wollaston prism）： 利用两个正交的光轴分解光。材料：冰洲石。 no  ne （二）偏振分束棱镜 q  (n n )tgq  = 0 − e arcsin 制作 原理 思考   缺点

2洛匈棱镜( Rochon prisn) 材料:石英(正晶体) v制作 天津大学精仪学院 原理 v思考 天津大学作 8 24

8 2.洛匈棱镜（Rochon prism） ne  no 材料：石英（正晶体） 制作 原理 思考 

二、波片( Wave plat,位相延迟器) 它的作用是: 使两个振动方向相互垂直的光产生位棉phe)延迟。 制作:用单轴透明晶体做成的平行平板,光轴与表 天津大学精仪学院 面平行。 0光和e光通过波片时的光程差( Optical path difference)与 位相差( Phase difference): 2丌 e 天津大学作 d是波片厚度。 9 24

9 二、波片（ Wave plate, 位相延迟器 ） 它的作用是： o光和e光通过波片时的光程差(Optical path difference)与 位相差(Phase difference)： n n d n n d o e o e = −  = −    2 d是波片厚度。 使两个振动方向相互垂直的光产生位相(phase)延迟。 制作：用单轴透明晶体做成的平行平板，光轴与表 面平行

波片的快轴和慢轴 快轴( Fast axis)和慢轴( Slow axis): 快轴:称波片中传播速度快的光矢量( Light vector) 天津大学精仪学院 方向为快轴 慢轴:称波片中传播速度慢的光矢量( Light vector) 方向为慢轴。 波片的快、慢轴与晶体光轴的关系? 天津大学作 10 24

10 快轴(Fast axis)和慢轴(Slow axis)： 快轴：称波片中传播速度快的光矢量(Light vector) 方向为快轴。 慢轴：称波片中传播速度慢的光矢量(Light vector) 方向为慢轴。 波片的快轴和慢轴 波片的快、慢轴与晶体光轴的关系？