09乙型光学第九章光的偏振与双折射2015版.pptVIP

透射式彩色液晶显示器 一个单色显示单元 等离子显示器 plasma display panel (PDP) 真空紫外 荧光粉 惰性气体 ITO电极 玻璃泡 * * * * 图中，强度为I0的单色平行自然光沿z轴入射，P为线起偏器，C为λ/4波片，M为与光轴垂直的平面镜。已知波片的快轴沿y方向，若P的透振方向与x轴夹角为30o， （1）详细描述从λ/4片右侧出射的光的偏振态. （2）光经平面镜反射后，又经过波片C，详细描述经过波片C后，光的偏振态. （3）反射光经过偏振片P后，强度是多少？ 右旋正椭圆偏振光 反射光 入射光经波片后 x y x1 y1 入射光 迎着反射光观察 左旋正椭圆偏振光 方解石对λ1=404.6nm的光，no=1.68134，ne=1.49694；对于λ2=706.5nm的光， no=1.64469，ne=1.48359 。今取一个对404.6nm光的方解石1/4波片（o光较e光的光程大波长），如果波长为706.5nm的左旋圆偏光入射，试详细讨论出射光的偏振态，并指出其特征方向（即：若是平面偏振光，指出其偏振方向；若是圆偏振光或椭圆偏振光，指出其旋转方向）。 λ1=404.6nm Δn1=no-ne=0.1844 λ2=706.5nm Δn2=no-ne=0.1611 对于λ2=706.5nm的光，相当于1/8波片 经过该波片后，两正交分量额外增加的相位差 左旋的椭圆偏振光 x y x y 快轴 x y x y 光测弹性 一些各向同性的透光介质，例如玻璃、塑料，当内部有应力时，就是各向异性的，也会产生双折射效应 利用偏振光的干涉装置，可以观察到干涉条纹或者显色偏振现象。 可以用作应力分析。 可以用塑料制成金属部件的形状，则可用于分析金属部件内部的应力。 玻璃的内部应力 Visualisation of Strain in a glass blank (here a 200mm f/2.5 telescope mirror) using a Polarizer in front of a LCD monitor. 有机玻璃由于应力的显色偏振 A picture of plastic utensils created using photoelasticity 光测弹性实例 Tension lines in plastic protractor seen under cross polarized light. 八.人工双折射——电光效应 1.Kerr效应 某些各向同性的物质，在外电场作用下，具有双折射特性，这是一种电光效应（Kerr electro-optic effect, or DC Kerr effect ） 电场中介质中的光波沿两个方向偏振，具有不同的折射率，感生折射率差Δn与电场成二次方关系（二阶电光效应） 溶液的Kerr效应 硝基苯 克尔盒 电极 K：Kerr常数 光轴 外电场 Kerr常数 有不尽相同的表示 与介质、波长、温度有关 材料 B589.3nm/e.s.u. K589.3nm/mV-2 苯C6H6 0.67×10-14 二硫化碳CS2 1.23×10-7 3.56×10-14 水H2O 4.7×10-7 5.22×10-14 硝基甲苯C7H7NO2 1.37×10-12 硝基苯C6H5NO2 346×10-7 2.44×10-12 三氯甲烷CHCl3 -3.90×10-14 2. Pockels效应 一些单轴晶体在外电场中，光沿着晶体光轴传播，也能发生双折射（一阶电光效应） KDP晶体 横向Pockels效应 加横向电场，也有双折射现象 由于lh，可以降低电压 利用电压可以调制光强 Keer效应 纵向Pockels效应 横向Pockels效应 半波电压 1/4波长电压 线性区间 电光效应的应用 1.激光光强的调制 激光的特点是稳定，但要用于光通信，必须加载信号，对光强进行调制 电光晶体 信号源 线性区 调制电信号 交变输出光强 电光效应的应用 2.高速光闸 电光晶体以及具有电光效应的溶液对电场的响应时间很短，～10-9s，在这一时间内可以达到半波电压 打开或截止光路 九.旋光 1．自然旋光 石英晶体中，线偏光沿着光轴传播，电矢量的振动面旋转 旋光本领，或旋光率 光轴 旋光异构体 同一种晶体具有不同的旋光方向，称作旋光异构体 酒石酸晶体的旋光异构体 石英的旋光异构体 dextro levo 菲涅耳对旋光的定性解释 线偏振光可以看作是由两列反方向旋转的圆偏振光合成的 在晶体中，左旋光、右旋光的折射率不同 因而在晶体中经过一段距离后一列光比另一列相位滞后 导致合成的线偏光振动面旋转 电矢量的旋转 左旋圆偏光的折射率nL 右旋圆偏光的折射率nR 在t时刻，z点光的相位