光电子第二章(补讲2).pptVIP

光通过单轴晶体时的双折射现象 光 光 当方解石晶体旋转时， o光不动，e光围绕o光旋转 双 折 射 纸面 方解石 晶体 光 光 当方解石晶体旋转时， o光不动，e光围绕o光旋转 双 折 射 纸面 方解石 晶体 2、光轴和主截面 晶体中光沿这个方向传播时，不发生双折射现象。 A B 102° 78° 沿此方向的直线均为光轴。 （1） 光轴---特定的方向 光轴 单轴晶体：只有一个光轴的晶体，如方解石、石英。 双轴晶体：有两个光轴的晶体，如云母、硫磺、黄玉。 { 光通过单轴晶体时的双折射现象 （2） 主截面（主平面） 晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面, 叫该光线的主截面。 o光 光轴 o光的 主截面 · · · · e光 光轴 e光的 主截面 o光的振动方向垂直于o光的主截面 e光的振动方向平行于e光的主截面 o 光、 e 光都是线偏振光 偏振特点： 1) 2) 3) 2、光轴和主截面 光通过单轴晶体时的双折射现象 三 单轴晶体中的波面 o光的波面 e光的波面 C A3 A2 A1 沿光轴方向上，o 光和 e 光的光矢量均在垂直于光轴方向振动，则o 光和 e 光的相速相同，故 o、e 光波面在光轴方向相切。 惠更斯研究双折射现象提出:在各向异性的晶体中,次波源会同时发出o光、e光两种次波. * 一 自然光与偏振光 横波—波的振动方向与传播方向相互垂直。 纵波—波的振动方向与传播方向相同,如声波。 波的振动方向对传播方向具有对称性。 波的振动方向对传播方向没有对称性 偏振 振动方向对于传播方向的不对称性，称为波的偏振。 什么是偏振 纵波：包含传播方向的任何平面上，其振动均相同，没有谁更特殊。——振动对传播方向具有对称性 横波：包含传播方向的平面中，又包含振动矢量的那个平面具有特殊性。——振动对传播方向没有对称性 什么是偏振 光是横波： 光是电磁波且 ，所以，光是横波 光矢量 对传播方向 的不对称性称为光的偏振。 光的偏振 一 自然光与偏振光 光的偏振 自然光 （非偏振光） 一 般 光 源 发 出 的 光 圆 偏 振 光 椭圆 偏 振 光 左 旋 右 旋 偏振态的分类 部分偏振光 完全偏振光 左 旋 右 旋 平面偏振光 （线偏振光） 一 自然光与偏振光 偏振态的分类 线偏振光 振动面 u 光矢量（ ）只在一个固定 平面内沿单一方向振动的光 叫线偏振光 （也称平面偏振光）。 光振动方向与传播方向决定的平面称为振动面. 线偏振光表示法 一 自然光与偏振光 自然光 1)、自然光 （非偏振光) 普通光源所发出的光一般是自然光，不能直接观察到偏振现象。 2）、原因 普通光源所发出的光, 波列之间是相互独立的，没有固定的关联（相位、振动方向、振幅、波列长短等），按统计原理，无论哪一方向的振动在各方向上的分布是对称的，振幅也可看成是完全相等的（统计平均），这种光称为自然光。 没有优势方向 自然光的分解 一 自然光与偏振光 3）、自然光的分解 自然光中任何一个方向的光振动都可分解成某两个相互垂直方向的振动。 可将自然光分解为两束相互独立的、等振幅的、振动方向相互垂直的线偏振光。这两束线偏振光的光强各等于自然光光强的一半。 · · · 自然光 一 自然光与偏振光 4）、自然光的表示法： 部分线偏振光 线偏振光和自然光是两种极端情形，介于二者之间的一般情形是部分偏振光。 部分偏振光可以看成自然光和线偏振光的混合。 x y z 部分偏振光及其表示法 垂直纸面的光振动较强 在纸面内的光振动较强 一 自然光与偏振光 椭圆偏振光与圆偏振光 圆偏振光——电矢量大小不变，末端在波面内 描绘出一个圆。 椭圆偏振光——电矢量大小改变，末端在波面内 描绘出一个椭圆。 1. 定义 一 自然光与偏振光 2. 描述 椭圆偏振光可通过两列频率相同， 振动方向相互垂直， 沿同一方向传播 的线偏振光叠加得到。 圆偏振光可通过两频率相同， 振动方向相互垂直， 且振幅相同， 位相差?(2k+1)/2, 沿同一方向传播