第十四章 光的偏振

第十四章光的偏振..1第1頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三一、橫波的偏振性§14-1自然光和偏振光光的干涉和衍射現(xiàn)象不能分辨光波是橫波還是縱波，因?yàn)檫@兩種波都能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

沿縱波的傳播方向作任意平面，波的運(yùn)動(dòng)情況相同，具有對稱性，即縱波的振動(dòng)相對于傳播方向是軸對稱的。

光的偏振現(xiàn)象則清楚地顯示了光的橫波性。?光的偏振也是肯定光是電磁波的根據(jù)之一。?由于光的偏振，使光的傳播又出現(xiàn)了一些新的特點(diǎn)。2第2頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三偏振波

波的振動(dòng)方向相對于傳播方向的不對稱性，叫做偏振。橫波的振動(dòng)相對于傳播方向不是軸對稱的。橫波具有偏振性，而縱波不具備偏振性。3第3頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三迎著光的傳播方向看光振動(dòng)平行紙面光矢量（）只在一個(gè)固定平面內(nèi)沿單一方向振動(dòng)的光叫線偏振光，或平面偏振光。線偏振光的表示法：常見的是如圖所示的具有簡諧振動(dòng)性質(zhì)的線偏振光。光振動(dòng)方向與傳播方向決定的平面稱為振動(dòng)面。Ezxy振動(dòng)面光振動(dòng)垂直紙面二、線偏振光4第4頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三線偏振光可沿兩個(gè)相互垂直的方向分解:Ex,Ey的大小依賴于x,y方向的選取。光的偏振性說明了:

光波是橫波。EEyEx

yx5第5頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三三.自然光（非偏振光）光源上一個(gè)原子一次發(fā)出的是一個(gè)線偏振光波列，持續(xù)時(shí)間約10-8秒。各原子是獨(dú)立地、隨機(jī)地發(fā)光的；光矢量振幅的大小、振動(dòng)方向、初位相等等也是隨機(jī)的。在我們觀察的時(shí)間t內(nèi)（是平均效果）,在垂直于其傳播方向的平面內(nèi)，光矢量在哪個(gè)方向都不占優(yōu)勢，沒有偏振性，它們對其傳播方向形成軸對稱分布。注：在10-8秒的（極短）時(shí)間內(nèi)大量波列合成的光波可以是偏振的；但是它們以完全無規(guī)的方式隨時(shí)間迅速變化著。6第6頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三這種大量振幅相同、各種振動(dòng)方向都有、彼此沒有固定相位關(guān)系的光矢量的組合叫非偏振光或自然光。說明沒有優(yōu)勢方向我們設(shè)想把每個(gè)波列的光矢量都沿x、y軸分解，然后將所有波列光矢量的x分量疊加起來，成為總光波光矢量的x分量Ex.yxz自然光的表示法

表示該光的振動(dòng)面就在紙平面內(nèi)。

表示該光的振動(dòng)方向垂直于紙平面；7第7頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三總光強(qiáng)——非相干疊加這樣，自然光可以分解為兩個(gè)振動(dòng)方向互相垂直的、等振幅的、不相干的線偏振光。用同樣辦法得到總光波光矢量的y分量Ey.注意：這里的Ex

和Ey是獨(dú)立的振動(dòng),

無固定相位關(guān)系。

EyEx或8第8頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三四.部分偏振光完全偏振光和自然光是兩種極端情形，介于二者之間的一般情形稱為部分偏振光。部分偏振光可以看成自然光和線偏振光的混合。部分偏振光的表示法垂直紙面的光振動(dòng)較強(qiáng)yxz在紙面內(nèi)的光振動(dòng)較強(qiáng)9第9頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三部分偏振光的分解EyEx部分偏振光自然光、偏振光、部分偏振光的檢驗(yàn)偏振片轉(zhuǎn)一周消光線偏光部分偏光強(qiáng)度變，無消光自然光強(qiáng)度不變透光軸10第10頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三一、起偏起偏的原理:

利用某種形式的不對稱性,如（1）物質(zhì)的二向色性，（2）散射，（3）反射和折射，（4）雙折射

….由自然光獲得偏振光叫“起偏”，相應(yīng)的光學(xué)器件叫“起偏器”?！?4-2起偏和檢偏馬呂斯定律11第11頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三它是利用晶體的二向色性起偏。（二向色性：對某一方向的光振動(dòng)有強(qiáng)烈吸收）偏振片（Polaroid）

1928年,一位19歲的美國大學(xué)生（E.H.Land）發(fā)明了一種由自然光獲得線偏振光的平面片狀器件，稱為偏振片，通常用P表示。x

yzz線柵起偏器入射電磁波起偏原理類似于金屬（導(dǎo)線）線柵起偏器：只有振動(dòng)方向與導(dǎo)線垂直的電磁波能通過。12第12頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三實(shí)驗(yàn)告訴我們，自然光用偏振片起偏,在忽略偏振片的吸收的情況下，出射光強(qiáng)例如，把聚乙烯醇薄膜加熱，并沿一個(gè)方向拉長，再浸入碘溶液中，使碘原子附著在長分子上形成一條條長“碘鏈”，就制成了偏振片。PI0只有與碘鏈垂直方向的光振動(dòng)能通過偏振片，該方向稱為起偏方向，或通光方向。（下圖虛線）碘鏈相當(dāng)于導(dǎo)線，碘原子中的自由電子可以沿碘鏈自由運(yùn)動(dòng)。I0/213第13頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三二、馬呂斯定律線偏振光通過偏振片P前后的光強(qiáng)關(guān)系：——消光改變，I

隨之改變。PE0E=E0cosI0IP起偏方向14第14頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

注意兩點(diǎn)：①入射光必須是線偏振光，不是自然光；②是與cos2α正比，而不是與cosα正比。15第15頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三偏振器自然光檢偏器I1I2

如果入射到檢偏片的線偏振光是穿過起偏器的光，則公式中的α角就是兩偏振片的偏振化方向之間的夾角。16第16頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三例14－1一束自然光入射到由四個(gè)偏振片組成的偏振片組上，四個(gè)偏振片的放置為：每個(gè)偏振片偏振化方向相對于前面一片順時(shí)針轉(zhuǎn)過30°角，設(shè)入射光強(qiáng)為I0，則通過第二片后光強(qiáng)變?yōu)?------，通過第四片后光強(qiáng)變?yōu)?-------。I1I2I3I417第17頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三例14－2用相互平行的一束自然光和一束線偏振光構(gòu)成的混合光垂直照射在一偏振片上，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)，發(fā)現(xiàn)透射光強(qiáng)的最大值為最小值的5倍，則入射光中，自然光強(qiáng)I0與線偏振光強(qiáng)I之比為＿＿＿＿。解：自然光經(jīng)過偏振片后的光強(qiáng)：而線偏振光經(jīng)過偏振片后的光強(qiáng)：

則經(jīng)過偏振片后的光強(qiáng)最大值是：

最小值是：

由題意知：

因此：

18第18頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三實(shí)驗(yàn)表明:自然光在媒質(zhì)表面反射、折射時(shí)，也出現(xiàn)光的偏振現(xiàn)象。反射光中垂直入射面的分量比例大；自然光反射和折射后產(chǎn)生部分偏振光入射角i變

反射、折射光的偏振度也變。發(fā)現(xiàn)反射光中只有垂直入射面的分量。當(dāng)入射角與折射角之和為i0+r0

=90O時(shí)，·······n1n2iir··折射光中平行入射面的分量比例大?！?4-3反射光和折射光的偏振19第19頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三i0

—起偏角,

也叫布儒斯特角。由折射定律，有布儒斯特定律起偏振角·····n1n2i0i0r0線偏振光····例若n1=1.00(空氣)，n2=1.50(玻璃)。i0+r0=90O.互余玻璃→空氣°==

18’5600.150.1

0i空氣→玻璃°==

42’3350.100.1

0i20第20頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

玻璃片堆要提高反射線偏振光的強(qiáng)度，可利用玻璃片堆的多次反射。(透射光接近完全線偏振光強(qiáng)度幾乎50%)(反射光是完全線偏振光強(qiáng)度幾乎50%)················i0··············玻璃片堆空氣→玻璃

玻璃→空氣

21第21頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三1.測量不透明介質(zhì)的折射率。利用布儒斯特定律

2.在拍攝玻璃窗內(nèi)的物體時(shí)，加偏振片可去掉反射光的干擾。反射偏振的應(yīng)用：視頻文件：偏振片去掉反射光的干擾（46’’）22第22頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三有反射光干擾的櫥窗在照相機(jī)鏡頭前加偏振片消除了反射光的干擾23第23頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三3.外腔式激光管加裝布儒斯特窗可減少反射損失。假如封閉管子兩端的玻璃窗口是垂直于管軸線的玻璃片，由于自然光每經(jīng)過一個(gè)窗口表面就有大約4%的反射損失(96%透入)，光在M1M2之間每個(gè)單程要4次穿過窗口表面，這樣，光來回反射多次時(shí)，反射損耗太大就不能形成激光?！ぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁ0i0·激光輸出布儒斯特窗M1M2··i0i0加裝布儒斯特窗可保留將近50%光強(qiáng)。24第24頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

例14－3在下圖中，以線偏振光或自然光入射于界面時(shí)，問折射光和反射光各屬于什么性質(zhì)的光，并在圖中所示的折射光線和反射光線上用點(diǎn)和短線把其振動(dòng)方向表示出來：圖中答：（1）（2）（3）中反射光、折射光均為線偏振光。i0i0（4）的折射光為線偏振光，沒有反射光。（5）的反射光為線偏振光，折射光為部分偏振光。25第25頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三例14－4如圖所示，一自然光自空氣射到一塊平板玻璃上，設(shè)入射角為起偏角，則在界面2處的反射光透過玻璃后的光線2中振動(dòng)方向是（A）垂直于紙面，（B）平行于紙面，（C）以上兩個(gè)方向的振動(dòng)均有，（D）光線2不存在。解：由布儒斯特定律

這說明在界面2處的反射角是起偏角，即界面2的反射光的光振動(dòng)是垂直于入射面的，從而其透射光亦為垂直于入射面的光振動(dòng)。即應(yīng)選（A）。n1n2n1026第26頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三例14－5當(dāng)一束自然光在兩種介質(zhì)分界面處發(fā)生反射和折射時(shí)，若反射光為完全偏振光，則折射光為－－－－－－光，且反射光和折射光之間的夾角為－－－－－－－－－。答案為：部分偏振光，

（或900）27第27頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三例14－6一束平行的自然光，以600角入射到平玻璃表面上，若反射光束是完全偏振的，則透射光束的折射角是－－－－－－，玻璃的折射率為－－－－－－－－－。解：若反射光為完全偏振光，則入射角i0為布儒斯特角。折射角為：0=90o-60o=30o折射率為：

或者，由將i0=600代入，得

n=1.7328第28頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三例14－7兩個(gè)偏振片P1、P2疊在一起，由強(qiáng)度相同的自然光和線偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上，進(jìn)行了兩次測量。第一次和第二次P1和P2偏振化方向的夾角分別為30°和未知的，且入射光中線偏振光的光矢量振動(dòng)方向與P1的偏振化方向夾角分別為45°和30°。不考慮偏振片對可透射分量的反射和吸收，已知第一次透射光強(qiáng)為第二次的3／4，求（1）角的數(shù)值；（2）每次穿過P1的透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比；（3）每次連續(xù)穿過P1，P2透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比。解：設(shè)入射光中自然光的強(qiáng)度為I0，則總的入射光強(qiáng)為2I0，

(1)第一次最后出射光強(qiáng)

I1=(0.5I0+I0cos245°)cos230°第二次出射光強(qiáng)

I2=(0.5I0+I0cos230°)cos2

由I1

/I2=3／4，得

cos2=4/5

，=26.6°29第29頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三(2)第一次穿過P1的光強(qiáng)

(3)第一次，I1/2I0=IP1cos230°/2I0IP1=0.5I0+I0cos245°(IP1/2I0)=1/2第二次穿過P1相應(yīng)有IP1／

=0.5I0+I0cos230°(IP1／/2I0)=5/8第二次，I2/2I0=IP1／

cos2/2I0=3/8=I0cos2300/2I0=1／2=（5I0/4）·（4/5

）/2I0=5I0/4=I030第30頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三一、光的雙折射且入射線、法線、折射線在同一平面內(nèi)，這是光在各向同性均勻媒質(zhì)中的折射現(xiàn)象。例如光從空氣射向水、玻璃、或呈熔融態(tài)的石英。

但是，如果將光束射向各向異性的晶體中時(shí)，例如將一束光投向方解石（冰州石），透過方解石的光則有兩束。

當(dāng)一束光投射到兩種媒質(zhì)的交界處，一般只能看到一束折射光，折射定律為：§14-4光的雙折射現(xiàn)象所謂各向異性，是指晶體的物理性質(zhì)與方向有關(guān)。31第31頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

能產(chǎn)生雙折射的晶體是非立方晶系的晶體。如方解石、石英、電氣石、紅寶石等。

晶體(固體)的各向異性

各向(同)異性的微觀本質(zhì)

若組成固體的晶粒在空間的取向是無規(guī)則的，就表現(xiàn)出各向同性；若組成固體的晶粒在空間有一定的取向，就表現(xiàn)出各向異性。例：云母只容易沿一個(gè)平面劈開；結(jié)晶的石墨在每兩個(gè)相對面之間并不具有相同的電阻。鎳晶體只在一個(gè)確定的方向上容易被磁化。32第32頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三1、雙折射現(xiàn)象

當(dāng)一束光在晶體的表面折射時(shí)，在晶體內(nèi)可產(chǎn)生兩束折射光。這就是雙折射現(xiàn)象。

如果將光束正入射在方解石上，并將方解石圍繞著入射光束旋轉(zhuǎn)，則發(fā)現(xiàn)其中一光束不動(dòng)，而另一光束跟著旋轉(zhuǎn)一周。2、尋常光（o光）和非尋常光（e光）在兩折射光束中有一束光遵守普通的折射定律，稱為尋常光(o光)。

不管入射光束方位如何，o光總在入射面內(nèi)。33第33頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

注意：o光和e光只有在雙折射晶體的內(nèi)部才有意義。

另一束光不遵守普通的折射定律，稱非常光(e光)。

即使入射角為0，折射角也不等于0，而且e光往往不在入射面內(nèi)。

o光和e光都是線偏振光。34第34頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三二、晶體的光軸和主平面

天然方解石晶體的外形為平行六面體，每個(gè)表面都是平行四邊形(或菱形),

銳角為78o8’78o鈍角為101o52’102o

六面體共有8個(gè)頂角，其中2個(gè)由三面鈍角組成(稱為鈍隅)

；而其余6個(gè)則由一個(gè)鈍角和兩個(gè)銳角組成。方解石(冰洲石CaCO3）

能產(chǎn)生雙折射的晶體是非立方晶系的晶體。如方解石、石英、電氣石、紅寶石等。102o78o一個(gè)晶面鈍隅102o35第35頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

方解石光軸方向是從它的一個(gè)鈍隅所作的等分角線。即它與鈍隅的三條棱邊成等角。

單軸晶體和多軸晶體1、光軸

晶體內(nèi)存在一個(gè)特殊方向，當(dāng)光在晶體中沿此方向傳播時(shí)，不發(fā)生雙折射現(xiàn)象，此特殊方向稱為晶體的光軸。

注意：光軸不是指一條特定的直線，而是一特定的方向。凡是與此方向平行的直線方向均為光軸方向。

一般晶體只有一個(gè)光軸，稱為單軸晶體，例如冰洲石、石英、紅寶石等；鈍隅

也有些晶體有兩個(gè)光軸或更多的光軸，它們稱為雙軸晶體或多軸晶體，如云母、硫磺、蘭寶石等。我們只討論單軸晶體。36第36頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

3、主平面o光和e光都是線偏振光，且：

光軸O主平面光軸e主平面

晶體中任何一條折射線與光軸所組成的平面叫做晶體的主平面。晶體中有兩種主平面，即o光和e光的主平面。o光的振動(dòng)方向垂直于自己的主平面；e光的振動(dòng)方向平行于自己的主平面。37第37頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三4、主截面如果某入射面與光軸共面，則該入射面就稱之為主截面。

若入射面為主截面，則o光、е光的主平面重合，此時(shí)ο、

е光的振動(dòng)方向互相垂直。38第38頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

例14－9

ABCD為一塊方解石的一個(gè)截面，AB為垂直于紙面的晶體平面與紙面的交線，光軸方向在紙面內(nèi)，且與AB成一銳角，如圖所示，一束平行的單色自然光垂直于AB端面入射，在方解石內(nèi)折射光分解為o光和e光，o光和e光的：(A)傳播方向相同，電場強(qiáng)度振動(dòng)方向互相垂直。(B)傳播方向相同，電場強(qiáng)度振動(dòng)方向不互相垂直。(C)傳播方向不同，電場強(qiáng)度振動(dòng)方向互相垂直。(D)傳播方向不同，電場強(qiáng)度振動(dòng)方向不互相垂直。

解：選（C）

因?yàn)橹挥醒毓廨S方向（或垂直于光軸方向）入射，出射光方向才相同，而此處入射光與光軸有小于90°的夾角；又由于入射面與光軸共面，即入射面就是主截面，所以o光、e光電振動(dòng)方向垂直。39第39頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

例14－10下面那一個(gè)結(jié)論是正確的？（A）一束光射入透明媒質(zhì)時(shí)，都將產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象；（B）自然光以起偏角從空氣射入玻璃將產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象；（C）光入射方解石晶體后若分裂為兩束光，則稱為o光、e光；（D）o光和e光均為部分偏振光。解：只有（C）是正確的。例14－11在光學(xué)各向異性晶體內(nèi)部有一確定的方向，沿這一方向?qū)こ９夂头菍こ９獾模嗟龋@一方向稱為晶體的光軸，只具有一個(gè)光軸方向和晶體稱為－－－－－－晶體。解：傳播速度單軸40第40頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三三.雙折射現(xiàn)象的定性解釋其中n0

，ne

叫作晶體的主折射率。

發(fā)生雙折射現(xiàn)象，主要是因?yàn)榫w的物理性質(zhì)是各向異性。晶體中的介電常數(shù)r與方向有關(guān)，因而光在晶體中的傳播速度與光的傳播方向有關(guān),從而光在介質(zhì)中的折射率與方向有關(guān)。沿光軸方向沿垂直光軸方向1、雙折射中的速度特征o光在各個(gè)方向上的傳播速度相同：e光在各方向上的傳播速度不相同：

41第41頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

e光不滿足普通的折射定律，但仍然把ne

叫作它的折射率。但此時(shí)ne不再是常數(shù)。在各向異性的晶體內(nèi)，傳播速度既和振動(dòng)方向(指o，e)有關(guān)，又和傳播方向(是否沿光軸)有關(guān)。42第42頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

2、o光和e光的子波面

o光的子波面

在各向同性媒質(zhì)中，一子波源發(fā)出的波沿各方向的傳播速度均為V＝c/n，經(jīng)t后，形成的波面是一個(gè)半徑為Vt的球面。

o光在單軸晶體中的傳播規(guī)律與在各向同性媒質(zhì)中一樣。因此，o光的子波面是球面。經(jīng)t后，形成的波面是一個(gè)半徑為Vot的球面。

e光的子波面

e光沿各個(gè)方向傳播速度不同。沿光軸方向的傳播速度與o光一樣也是Vo；垂直于光軸方向的速度是Ve。

經(jīng)t后，e光的子波面是繞光軸方向旋轉(zhuǎn)的橢球面。在光軸方向，半徑為Vot；在垂直光軸方向，半徑為Vet.VoVe光軸43第43頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三3、正晶體和負(fù)晶體正晶體Vo

＞Ve

e光的波面在o光波面內(nèi)。負(fù)晶體

Ve

>Vo

e光的波面在o光波面外。

o光和e光的子波面在光軸方向上相切；在垂直光軸方向上，兩波面相距最遠(yuǎn)。光軸正晶體負(fù)晶體o光e光光軸在垂直于光軸的方向上44第44頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三自然光o光e光光軸

§14－5偏振光的干涉人為雙折射現(xiàn)象一、波片---位相延遲片

波片是從單軸晶體(例石英)中切割下來的平行平面板，其表面與光軸平行。1、波片的位相延遲作用

45第45頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三故，當(dāng)光束出射波片時(shí)，兩光的（附加）位相差為

由于o光與e光在波片內(nèi)的傳播速度不同，因此，當(dāng)o光與

e光通過同一厚度的波片時(shí)，就會(huì)有光程差

位相的延遲作用這種波片稱作1／4波片。此時(shí)(取正值)1／4

波片

可見，位相差決定于no

，ne和d。因此，適當(dāng)選擇d可使兩光束的位相差為任意值。

當(dāng)入射光垂直于光軸入射到晶片上時(shí)，可以證明，此時(shí)光線雖然分成o光和e光，但仍沿同一方向傳播。當(dāng)d滿足46第46頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三這種波片稱作?

波片。

1／2波片

此時(shí)，

(取正值)當(dāng)d滿足

說明：

1／4波片，1／2波片，全波片是相對一定波長而言。

對不同波長的波片，其厚度也不同。對同一波片，相對某一波長可能是1／4波片，但相對另一波長，則可能是1／2波片。47第47頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三2、波片分解自然光

設(shè)有一束線偏振光（自然光）正入射到晶片上，則分解為傳播方向一致的o光和e光，

o光的振動(dòng)垂直光軸；e光的振動(dòng)平行光軸。

振幅：

oeAxyz光軸d48第48頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

二、圓偏振光和橢圓偏振光

y

yx

z傳播方向

/2E

0xyEAxAy某時(shí)刻左旋圓偏振光E

隨z的變化左旋光

1、圓偏振光：

a、特點(diǎn)

振幅的大小不變；以角速度繞傳播方向勻速旋轉(zhuǎn)。*迎著傳播方向看：電矢量按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，稱右旋圓偏振光；電矢量按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)、稱左旋圓偏振光。

在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，電矢量的端點(diǎn)所描繪的軌跡為一圓。這種光叫圓偏振光。49第49頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三b、圓偏振光的分解：由相互垂直、同頻率諧振動(dòng)的合成可知，圓偏振光可分解為兩個(gè)頻率相同、相互垂直，振幅相等，位相差為2的線偏振光，即yxEEyEx

若取＋/2，則Ey領(lǐng)先，迎著傳播方向看、電矢量按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，是右旋圓偏振光；

若取-/2，則Ey落后，迎著傳播方向看、電矢量按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，是左旋圓偏振光。50第50頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三c、圓偏振光通過偏振片的透射光強(qiáng)度：

偏振片透光方向?yàn)閄，則透射光強(qiáng)為

即透射光強(qiáng)為入射光強(qiáng)的一半。設(shè)入射光強(qiáng)為I0

，則51第51頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三2、橢圓偏振光：橢圓偏振光可以分解為兩個(gè)頻率相同、相互垂直，振幅不等，位相差不為/2的線偏振光，即a、橢圓光的分解

在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，電矢量的端點(diǎn)所描繪的軌跡為一橢圓的光。

由相互垂直的諧振動(dòng)合成可知，橢圓長短軸的大小和取向與振幅和位相差有關(guān)。52第52頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

若>0（<0），則領(lǐng)先（落后），矢量按順（逆）

時(shí)針旋轉(zhuǎn)，稱右（左）旋橢圓偏振光；

☆迎著傳播方向看：

線偏振光和圓偏振光都可看作是橢圓偏振光的特例：

若＝，＝/2，則橢圓偏振光變?yōu)閳A偏振光；

若＝0或＝0或＝0，，則橢圓偏振光變?yōu)榫€偏振光。yxEx

EyE53第53頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三三、偏振光通過1/4波片后偏振態(tài)的改變（1）線偏振光：透過1/4波片后，產(chǎn)生o光和e光

設(shè)為線偏振光振動(dòng)方向與波片光軸的夾角，則＝0，出射的為e光，＝90o時(shí)，出射的為o光，oeAxyz光軸d

由互相垂直振動(dòng)的合成可知，當(dāng)兩分振動(dòng)的位相差為/2時(shí)，其合振動(dòng)為橢圓振動(dòng)。54第54頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三＝45o時(shí)，出射的o光、e光振動(dòng)方向互相垂直，振 幅相等，位相差/2，合成為圓偏振光；為其它值時(shí)，出射o光、e光振動(dòng)方向互相垂直，振 幅不相等，位相差/2，合成為橢圓偏振光。a、橢圓偏振光經(jīng)過1/4波片，若波片光軸與橢圓主軸重合，則出射光束為線偏振光。（2）橢圓偏振光：xy

拿1/4波片，并使光軸與y軸重合。由于是負(fù)晶體，所以y振動(dòng)領(lǐng)先x振動(dòng)/2，出射后，兩光束的位相差為。故，o光和e光合成為一線偏振光。eo光軸55第55頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三

若使光軸與x軸重合。由于經(jīng)波片后，x振動(dòng)將會(huì)領(lǐng)先y振動(dòng)/2。出射后，兩光束的位相差為0。故，o光和e光合成仍為一線偏振光。

若使波片的光軸與x軸、y軸不重合。出射后，兩光束的位相差一般不為或0，o光和e光合成還是橢圓偏振光，但一般不是正橢圓。eo光軸（3）圓偏振光：

經(jīng)過1/4波片，不管光軸在何方向，出射光束均為線偏振光。56第56頁，共65頁，2023年，2月20日，星期三（4）自然光與部分偏振光：

經(jīng)過1/4波片，出射光束仍為自然光和部分偏振光。

圓偏振光垂直入射1/4波片后，兩束光的振動(dòng)方向互相垂直、振幅相等、位相差為/2，1/4波片附加位相差/2；因此，兩光束的位相差為或0。