上海交通大学：《大学物理教程》课程电子教案（课件讲稿）第19章 光的偏振 19.3 椭圆（圆）偏振光的获得和检验

第19章光的偏振 §19.1偏振光与自然光 §19.2线偏振光的获得和检验 §19.3椭圆（圆）偏振光的获得和检验

第 19 章 光的偏振 §19.1 偏振光与自然光 §19.2 线偏振光的获得和检验 §19.3 椭圆（圆）偏振光的获得和检验

§19.3椭圆（圆)偏振光的获得和检验 一、 波片 单轴晶体薄片，光轴与表面平行 一束线偏振光垂直射入晶体后 v。≠ve→n。≠ne 传播相同路程d后o、e光间 光程差为δ=(n。-ne)d 光 经过一定厚度的波片后，便具 有确定的相位差： 光轴 2 △0= 2r6 2。-%以 M

§19.3 椭圆（圆）偏振光的获得和检验 一、波片 单轴晶体薄片，光轴与表面平行 一束线偏振光垂直射入晶体后 eo ≠ vv ≠ nn eo 传播相同路程d后o、e光间 光程差为δ = (no-ne)d 经过一定厚度的波片后，便具 有确定的相位差: ( )dnn eo 2π 2π −==Δ λ δ λ ϕ M N o光 e光 M N E Eo Ee 光轴 α

四分之一波片 波片厚度满足亿，一山二 此时△p= 2 即：能使o光e光间产生 2相位差的波片。 二分之一波片（半波片） 被片厚度清足，一,- 此时△0=元 即：能使o光e光间产生π相位差的波片。 2 2 △= 2π6=

四分之一波片 波片厚度满足 ( ) 4 eo λ dnn =− 此时 2π ϕ =Δ 即：能使o光e光间产生 相位差的波片。 2π 二分之一波片(半波片） 波片厚度满足 ( ) 2 eo λ dnn =− 此时 Δϕ = π 即：能使o光e光间产生 相位差的波片。 π ( )dnn eo 2π 2π −==Δ λ δ λ ϕ

4 片的作用 5片的作用 线偏·椭偏 线偏—·线偏 特例：圆、线偏 方向转过20， （为入射线 椭偏→椭偏 特例：线偏 偏与光轴间夹角) 园偏→线偏 椭偏（圆偏)→椭偏（圆偏) 自然光→自然光 自然光◆自然光 △0=0△0=4 3π 7元 2 4

片的作用 4λ 线偏 椭偏 特例：圆、线偏 椭偏 椭偏 特例：线偏 园偏 线偏 片的作用 2λ 线偏 线偏 椭偏（圆偏） 椭偏（圆偏） 方向转过2θ，（θ为入射线 偏与光轴间夹角） 自然光 自然光 自然光 自然光 Δϕ =0 4π ϕ =Δ 2π ϕ =Δ 43π ϕ =Δ Δϕ =π 45π ϕ =Δ 47π ϕ =Δ 23π ϕ =Δ

[例19-4)在两个偏振化方向相同的偏振片之间平行地插入 一厚度d=0.01mm的波片，其光轴方向与偏振化方向之间 夹角为π/4。以白光入射，出射光中缺少那些波长的光？ (设对于可见光范围的所有波长有n。-n。=0.172) 解：入射光经第一块偏振片P后为线偏振光，若对于某一波 长，波片恰为半波片，则经过该波片后此波长的光将不能透 过第二块偏振片P2。 由 2亚6，-M=2k+式中k=1.23, 刀=2h,-)d= 34.4×10-4 2k+1 2k+1 以k=2、3代入，即得：2=688nm,491.4nm

[例19-4] 在两个偏振化方向相同的偏振片之间平行地插入 一厚度d = 0.01mm的波片，其光轴方向与偏振化方向之间 夹角为π/4。以白光入射，出射光中缺少那些波长的光？ （设对于可见光范围的所有波长有no – ne = 0.172） 解：入射光经第一块偏振片P1后为线偏振光，若对于某一波 长，波片恰为半波片，则经过该波片后此波长的光将不能透 过第二块偏振片P2。 ( )( ) 12 π 2π eo kdnn +=− λ 由 ( ) 12 104.34 12 2 4 eo + × = + − ∴ = − k d k nn λ 式中k = 1，2，3，…… 以k = 2、3代入，即得：λ =688nm，491.4nm

二、 椭圆（圆）偏振光的获得 单色线偏 椭偏 获得圆偏的条件： 波片 (1)E。=E。,即 四分之一？ 元 二分之一？ Esina=Ecosa a= 4 其它？ (2)o光和e光的相位差 -- A0=元 d 元 4(n。-ne) 用四分之一波片

二、椭圆（圆）偏振光的获得 α 单色线偏 椭偏 波片 四分之一？ 二分之一？ 其它？ （ 1 ） E o =E e，即 Esin α=Ecos α 获得圆偏的条件： 4 π α = （ 2 ） o光和 e光的相位差 ( ) 2 2 π π eo dnn =−=Δ λ ϕ ( ) 4 nn eo d − = λ 用四分之一波片

三、偏振光和自然光的区别、检验 自然光 圆偏 线偏 线偏 转动偏振片，光强无变化 转动偏振片，光强无变化 线偏 自然光 自然光 线偏 圆偏 线偏 转动偏振片，光强无变化 转动偏振片，光强有变化， 且存在消光位置

λ/ 4 三、偏振光和自然光的区别、检验 P 自然光 自然光 线偏 P 圆偏 线偏 线偏 P 自然光 线偏 转动偏振片，光强无变化 P 圆偏 线偏 转动偏振片，光强无变化 转动偏振片，光强无变化 转动偏振片，光强有变化， 且存在消光位置

部分偏 椭偏 线偏 线偏 转动偏振片，光强有变 转动偏振片，光强有变化， 化，不存在消光位置 不存在消光位置 /4 线偏 部分偏 部分偏代 线偏 正椭偏 线偏 转动偏振片，光强有变 转动偏振片，光强有变化， 化，不存在消光位置 存在消光位置。 般情况下，椭圆偏振光通过四分之一波片后仍为椭圆偏振 光，无法通过旋转偏振片的方法区别于部分偏振光。 END

λ/ 4 P 部分偏 部分偏 线偏 P 正椭偏 线偏 线偏 P 部分偏 线偏 转动偏振片，光强有变 化，不存在消光位置 P 椭偏 线偏 转动偏振片，光强有变化， 不存在消光位置 转动偏振片，光强有变 化，不存在消光位置 转动偏振片，光强有变化， 存在消光位置。 一般情况下，椭圆偏振光通过四分之一波片后仍为椭圆偏振 光，无法通过旋转偏振片的方法区别于部分偏振光。 END