16.5 椭圆偏振光和圆偏振光 偏振光的干涉Xiao

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1、16.5-6椭圆偏振光和圆偏振光偏振光的干涉旋光现象一、椭圆偏振光和圆偏振光当两个同频率、有固定位相差、相互垂直的光振动相交于一点时，则该点的合成光矢量的的末端的轨迹呈椭圆状，这种合成光称为椭圆偏振光.在光学中，各向异性晶体内所产生的o光和e光是同频率且振动方向相互垂直的两偏振光，假如能使它们之间存在一个固定的位相差，则这样的o光和e光在其相遇点的合成光矢量的末端的轨迹，即椭圆偏振光或圆偏振光.当合成光矢量的末端的轨迹呈圆形时，该合成光称为圆偏振光.对同一晶体，当入射光是线偏振光时，晶体内的o光和e光是由同一光矢量分解出来的，因而在光线进行方向的任一点上，

2、o光和e光有固定的位相差，这样的合成光就是椭圆偏振光.将线偏振光垂直地射在光轴平行于折射表面（即晶体表面）的各向异性的晶体薄片(晶片,波片)上，即可获得椭圆偏振光或圆偏振光.•e•O光轴d让自然光经过起偏器M，便获得垂直射向晶片(波片)C的线偏振光。波片C的光轴平行于晶体表面，偏振片M的透振方向与波片C的光轴方向之间的夹角.垂直射入波片的线偏振光，分解成的o光振动方向垂直于入射面，垂直于光轴；分解成的e光振动方向平行于入射面，平行于光轴。入射到波片上的线偏振光的振幅••经过波片后，o光和e光的光程差：波片厚度d决定o光和e光的相位差大小。因此，可用波片

3、来产生椭圆偏振光、圆偏振光或改变入射光的偏振态.讨论：从波片出来的两光所合成的光为线偏振光，并且振动方向与原入射光相同。这相当于无相位延迟，即当o光和e光的光程差为λ的整数倍时，波片不改变入射偏振光的状态。OCMo光和e光的位相差：1)当时，从波片出来的两光所合成的光仍为平面偏振光，不过振动方向相对于原入射光的振动方向转了2.（角为入射光的振动面与光在晶体内的主截面的夹角）半波片：把能使o光和e光产生位相差为的晶片，叫做二分之一波片(或半波片)，简写成/2片。MOC2)当时，出射光的振动面与原入射光的振动面成2=/2角。当时，o光与e光的

4、振幅相等，，此时四分之一波片：把能使o光和e光产生位相差为/2的晶片，叫做四分之一波片，简写成/4片.长轴和短轴相等，得到圆偏振光。当时，4)当为2k，(2k+1)，(2k+1/2)以外的其它任意值时，则由o光和e光所合成的光均为椭圆偏振光，不过椭圆的长、短轴不在平行于或垂直于光轴的方向上。椭圆偏振光的长轴和短轴的取向决定于入射光的振动面与光轴的夹角。自波片出来的两光所合成的光为椭圆偏振光，它的长轴和短轴分别同o光和e光的振动方向重合。3)当时，椭圆方程线偏光垂直通过波片后的偏振态δ出射光的偏振态任意00或900与入射光偏振态相同的线偏振光1

5、/2波片出射线偏振光的振动方向与入射光的振(λ/2)动方向对于光轴对称，两者间夹角21/4波片(λ/4)=450圆偏振光正椭圆偏振光，长短轴之比为tan任意非波片非半波片非1/4波片椭圆偏振光450波片长(λ)任意与入射光偏振态相同偏振态的检验•自然光通过1/4波片后，仍然是自然光。••若线偏振光的振动方向和1/4波片的光轴垂直，则出射的偏振态不变。••椭圆偏光通过光轴与其短轴方位一致的1/4波片后，则出射光为线偏振光。OCOC七种偏振态的检验把检偏器对着被检光旋转一周，若得到两明两零光强不变两明两暗线偏振光在光路中插入1/4波片，再旋转检偏器

6、，若得在光路中插入1/4波片,并使光轴与检得的暗方位相重合,再旋转检偏器,若两明两零则为光强不变则为两明两暗则为圆偏光自然光自加然圆光偏光椭圆偏光自加然线光偏光自椭然圆光偏加光两明两零则为两明两暗但暗程度与前不同则为两明两暗但暗方位与未插入1/4波片时相同则为二、偏振光的干涉•偏振片M与N的透振方向相互垂直（MN)入射自然光起偏器••线偏光偏振光干涉椭圆偏光检偏器因子来源于投影中，和反向。输出光强与其振幅的平方成正比：相干相长相干相消A2o与A2e位相差两束相干偏振光的相干加强和减弱条件：线偏振光通过某些透明介质后，它的电振动方向将绕着光的传播方向旋转

7、过某一角度，称为旋光现象。这种介质称为旋光物质。如石英、糖、酒石酸钾钠等。为滤色片；M为起偏器；旋光物体放在两个正交的偏振片M与N之间，将会看到视场由原来的零变亮，把检偏器N旋转一个角度，又可得到零视野。是旋光物质，例如是晶面与光轴垂直的石英片三、旋光现象逆着光线方向观察，电矢量振动方向逆时针方向旋转的物质，称为左旋物质；反之为右旋物质。实验证明：振动面旋转的角度与材料的厚度d、浓度C以及入射光的波长有关。对于固体：定义为旋光系数，它是入射光波长的函数对于液体：式中C为溶液的浓度。把磁性物质的样品，放在两个正交的偏振片之间，沿光传播方向加磁场B，则

8、发现线偏光通过样品后，振动面旋转过一个角度，实验表明：V叫做费尔