光的偏振和晶体的双折射课件.pptVIP

4．?o光、e光的光強入射面與主截面重合，線偏光入射時，偏振方向與主截面夾角。自然光入射時，如果不考慮吸收，有三．單軸晶體中的波面單軸晶體，其中的電子存在兩個固有的振動頻率.一個是與光軸平行方向的振動ω1，另一個是與光軸垂直方向的振動ω2o光傳播時，電向量垂直於光軸，所以沿各個方向傳播時，振動頻率相同，則速度也相同，其波面為球面。e光在不同方向傳播時，電向量相對於光軸的方向不同，其振動頻率也不同，所以速度也不同，其波面為旋轉橢球面。o光的折射率與方向無關，為no=c/vo。雙折射晶體的主截面和主平面單軸晶體中的波面單軸晶體，其中的電子存在兩個固有的振動頻率，一個是與光軸平行方向的振動，，另一個是與光軸垂直方向的振動。o光傳播時，電向量垂直於光軸，所以沿各個方向傳播時，振動頻率相同，則速度也相同，其波面為球面。e光向不同方向傳播時，電向量相對於光軸的方向不同，其振動頻率也不同，所以速度也不同，其波面為旋轉橢球面。除了兩個特殊的方向之外，e光的傳播方向與其波面不垂直。這是因為其波面為橢球面。o光的波面是球面，故其傳播方向處處與其波面垂直。負晶體正晶體 由於e光在不同方向傳播速度不同，折射率也不同。定義e光的主折射率如下： e光沿與光軸垂直方向傳播時的速度為ve，則其主折射率為ne=c/ve。晶體的惠更斯作圖法針對光軸在入射面內的情形。入射光的波面分別為AB，Ao’B’，Ae’B’，（一）步驟：由1與入射界面的交點A向2作垂線，交於B點。AB即為入射光波面。則B到達介面時，A點的光已在介質中傳播的時間為t=BB’/c。作O光波面：以A為中心，vot為半徑作球面，該球面與過B’的平面的切點為Ao’，AAo’即為O光的方向。作e光的波面：光軸與O光波面的交點也是光軸與e光波面的交點，為橢球面的一個軸，另一軸與該軸垂直，長度為vet，可以作出橢球面，過B’點的平面與其切點為Ae’，AAe’為e光的方向。光線沿OR方向傳播OR方向傳播的速度為射線速度波面沿ON方向傳播ON方向傳播的速度為法線速度構成射線面構成波法面§8.3晶體光學器件利用晶體的雙折射特性可以製成光學器件1、光在晶體中分開為o光和e光，它們都是平面偏振光可以製成偏振棱鏡2、晶體中o光和e光的折射率不同，它們的波面是分開的可以製成位相延遲波晶片。一、偏振棱鏡1、Nicol棱鏡用方解石晶體製成方解石晶體是冰洲石晶體的一種，即CaCO3，是碳酸鈣的六角晶系每一個平行四邊形表面有一對約為102o和78o的角光軸通過三個鈍角構成的頂點，並與三個表面成相等角度入射表（界）面主截面：入射表面法線與晶體光軸構成的平面主截面光軸入射表面視圖對於Na黃光加拿大樹膠方解石方解石方解石晶體，長為寬的3倍先將端面磨去一部分然後將晶體剖開主截面旋轉45度再用加拿大樹膠粘合o光全反射e光透過加拿大樹膠2、Wallaston棱鏡由兩塊冰洲石的直角三棱鏡粘合而成兩棱鏡的光軸相互垂直第一鏡中o光進入第二鏡時，變為e光；第一鏡中e光進入第二鏡時，變為o光e光o光e光o光第一棱鏡的主截面第二棱鏡的主截面e光主平面o光主平面o光e光光的偏振和晶體的雙折射光是橫波,具有偏振特性偏振：振動方向相對於傳播方向的不對稱性。對可見光，只考慮其電向量。自然光振動方向隨機，相對於波矢對稱。光的疊加是按強度相加。可沿任意方向正交分解，在任一方向的強度為總強度之半。自然光是大量原子同時發出的光波的集合。其中的每一列是由一個原子發出的，有一個偏振方向和相位，但光波之間是沒有任何關係的。所以，它們的集合，就是在各個方向振動相等、相位差隨機的自然光。平面偏振光（線偏振光）只包含單一振動方向的電向量。在任一方向的光強，馬呂斯定律。部分偏振光介於自然光和線偏光之間。偏振度=（IMAX-IMIN）/（IMAX+IMIN）圓偏振光電向量端點軌跡的投影為圓。其電向量不是沿某一方向作週期性振動，而是做勻速旋轉。但其電向量在某一直線上的投影則是簡諧振動。每一時刻的電向量可以分解為振幅相等、相位差為π/2、相互垂直的振動迎著光的傳播方向觀察。橢圓偏振光電向量端點軌跡的投影為橢圓。每一時刻的電向量可分解為橢圓長軸或短軸與坐標軸的夾角可以容易得到電向量的旋轉方向，即左旋右旋αxyx’y’αxyx’y’xyy’x’αΔφ∈ⅡΔφ=0Δφ=π/2Δφ∈ⅠΔφ=πΔφ