光学课程教学电子教案椭圆偏振光的获得与检验.pptVIP

§6.3 椭圆偏振光的获得与检验 主要内容 6.3.1 正交振动的平面偏振光的合成 6 光的双折射与光调制 6.3 椭圆偏振光的获得与检验 6 光的双折射与光调制 1. 正交振动的平面偏振光的合成 2. 椭圆偏振光的获得 3. 椭圆偏振光的检验 假设：两同向传播的平面偏振光波，频率为w，相位差为d，振动方向分别沿x和y方向，振幅分别为Ax和Ay,瞬时光矢量分别为 归一化形式： 两式相减得： (6.3-1) (6.3-2) (6.3-3) 合光矢量末端的轨迹方程： (6.3-4) 6.3 椭圆偏振光的获得与检验 6 光的双折射与光调制 图6.3-1 正交振动的合成 x Ey Ex y wt Ay Ax 意义：合光矢量末端的轨迹为一个椭圆，该椭圆与以Ex=±Ax和Ey=±Ay为界的矩形框内切，其旋转方向及长短轴的方位与两叠加光波的相位差d 有关。 6.3 椭圆偏振光的获得与检验 6 光的双折射与光调制 6.3.1 正交振动的平面偏振光的合成 ① d =±2jp （j=0, 1, 2, 3, ···），即两光波同相 椭圆方程简化为： (6.3-6) 结论：椭圆蜕变为直线，合振动仍为平面偏振光。 合振动的振动方向与x轴夹角： 合振动的振幅： (6.3-5) (6.3-7) 6.3 椭圆偏振光的获得与检验 6 光的双折射与光调制 6.3.1 正交振动的平面偏振光的合成 x A y q Ay Ax ② d =±(2j+1)p （j=0, 1, 2, 3, ···），即两光波反相 椭圆方程简化为： (6.3-8) 结论：椭圆蜕变为直线，合振动仍为平面偏振光。 合振动的振动方向与x轴夹角： 合振动的振幅： (6.3-9) (6.3-10) 6.3 椭圆偏振光的获得与检验 6 光的双折射与光调制 6.3.1 正交振动的平面偏振光的合成 x A y q Ay Ax ③ d =±(2j+1)p/2 （j=0, 1, 2, 3, ···）， (6.3-11) 结论： 椭圆方程简化为： 6.3 椭圆偏振光的获得与检验 6 光的双折射与光调制 6.3.1 正交振动的平面偏振光的合成 d =±(2j+1)p/2，合振动变为正椭圆偏振光 d=p/2，5p/2，-3p/2，···，右旋椭圆 d =-p/2，-5p/2，3p/2，···，左旋椭圆 p/2 x y Ay Ax 3p/2，(-p/2) x y Ay Ax 左旋 右旋 p/2 3p/2 (-p/2) p/4 7p/4 (-p/4) 3p/4 5p/4 (-3p/4) d =0 2p p (-p) 图6.3-2 两正交平面偏振光的合成 6.3 椭圆偏振光的获得与检验 6 光的双折射与光调制 6.3.1 正交振动的平面偏振光的合成 ④ d≠±2jp, ±(2j+1)p, ±(2j+1)p/2 （j=0, 1, 2, 3, ···）， 结论： 0dp/2，右旋椭圆，且向1～3象限倾斜； p/2d p，右旋椭圆，且向2～4象限倾斜； pd 3p/2（或-pd -p/2），左旋椭圆，且向2～4象限倾斜； 3p/2d 2p （或-p/2d 0），左旋椭圆，且向1～3象限倾斜。 ⑤ d =±(2j+1)p/2（j=0, 1, 2, 3, ···），且Ax=Ay=A。 椭圆方程简化为： (6.3-12) 结论：d=±(2j+1)p/2，且Ax=Ay=A时，椭圆蜕变为圆。其中d=p/2，5p/2，-3p/2，···时，为右旋圆；d=-p/2，-5p/2，3p/2，···时，为左旋圆。 椭圆偏振光产生于两同频率、相位差恒定且振动方向正交的平面偏振光的相干叠加，平面偏振光和圆偏振光都是椭圆偏振光的特例。 6.3 椭圆偏振光的获得与检验 6 光的双折射与光调制 6.3.1 正交振动的平面偏振光的合成 思路：设法获得两列具有同频率、相位差恒定但振动方向正交的相干平面偏振光波。 途径：垂直进入光轴平行于表面的单轴晶体中的平面偏振光波，被分解为振动方向正交的o光和e光两个分量。两分量因传播速度不同而产生相位差，进而合成为椭圆偏振光，并且椭圆的形状及旋向随着传播距离不断变化，最终透射光的偏振态与晶片的厚度d有关。 c 图6.3-3 单轴晶片中两正交平面偏振光的合成 6.3 椭圆偏振光的获得与检验 6 光的双折射与光调制 6.3.2 椭圆偏振光的获得 ① d=0：d=0，合成光波仍为偏振面与入射光重合的平面偏振光。 ② d=l/4|no-ne|（最小厚度的l/4片）：d=±p/2，合成光波为右旋（none）或左旋（none）正椭圆偏振光。 ③ d=l/2|no-ne|（最小厚度的l/2片）：d=±p ，合成光波为偏振面与入射光以光轴为