大学物理波动光学章节偏振光的干涉.pptx

14.14 偏振光的干涉偏振光的干涉一一.典型装置典型装置二二.线偏振光通过波晶片后的偏振状态线偏振光通过波晶片后的偏振状态三三.相干区相干区 干涉强度干涉强度四四.偏振状态的检验偏振状态的检验一一.偏振光干涉典型实验装置偏振光干涉典型实验装置偏振片偏振片1偏振片偏振片2屏屏光源光源 波晶片波晶片 光轴平行于入射表面的晶体薄片光轴平行于入射表面的晶体薄片 两个正交的偏振片两个正交的偏振片 三个元件表面平行三个元件表面平行 自然光正入射自然光正入射波晶片波晶片屏屏 波晶片波晶片（光轴平行于表面且厚度均匀的晶体光轴平行于表面且厚度均匀的晶体）波晶片波晶片出射出射 o 光光 e 光的相位差为光的相位差为线线偏偏振振光光垂垂直直入入射射波波晶晶片片后后，o 光光,e 光光传传播播速速度度不不同而同而产生了相位差产生了相位差。波晶片波晶片分类分类波片波片半波片半波片全波片全波片二二.线偏振光经过波晶片后偏振状态线偏振光经过波晶片后偏振状态偏振片偏振片1偏振片偏振片2波晶片波晶片区：区：线偏振光，强度线偏振光，强度区：区：两束线偏振光。其频率相同、两束线偏振光。其频率相同、传播方向相同，且同一点光传播方向相同，且同一点光 源发出的源发出的o光和光和e光不分开、光不分开、振动方向相互垂直、光程差为振动方向相互垂直、光程差为 波晶片波晶片?为投影引入的附加相位为投影引入的附加相位三三.相干区相干区 干涉强度干涉强度1.相干光的振幅相干光的振幅2.相干光的光程差相干光的光程差区：区：o 光和光和e 光经过偏振片光经过偏振片2 后，振动方向平行，振动频后，振动方向平行，振动频 率相同，相位差恒定，满足干涉条件。率相同，相位差恒定，满足干涉条件。3.叠加的光强叠加的光强 干涉相长干涉相长 干涉相消干涉相消1.典型装置典型装置讨论讨论偏振片偏振片1偏振片偏振片2波晶片波晶片相干条件的实现：相干条件的实现：起偏器起偏器 保证两光有确定相位差保证两光有确定相位差波晶片波晶片 保证从一次发光中分出保证从一次发光中分出 两束光，其光程差为两束光，其光程差为 检偏器检偏器 保证两光振动方向相同保证两光振动方向相同相位差与装置的关系：相位差与装置的关系：2.干涉现象干涉现象波片波片偏振片偏振片1偏振片偏振片2u单色光入射，屏上光强均匀分布。转动元件，屏上光强改变。单色光入射，屏上光强均匀分布。转动元件，屏上光强改变。(1)波片厚度均匀波片厚度均匀u白光入射，屏上出现彩色，白光入射，屏上出现彩色，转动偏振片或波片，光强、色转动偏振片或波片，光强、色 彩都变化。彩都变化。白光照射时，屏上由于某种颜色干涉相消白光照射时，屏上由于某种颜色干涉相消,而呈现它的而呈现它的 互补色，这叫互补色，这叫(显显)色偏振色偏振。楔状晶体楔状晶体(2)波片厚度不等波片厚度不等出现干涉条纹。出现干涉条纹。石英劈尖的偏振光干涉（等厚条纹）石英劈尖的偏振光干涉（等厚条纹）利用偏振光干涉看到的结冰过程利用偏振光干涉看到的结冰过程利用偏振光干涉看到的结冰过程利用偏振光干涉看到的结冰过程不同成熟度的棉纤维在偏振光显微镜下的图形不同成熟度的棉纤维在偏振光显微镜下的图形四四.偏振状态的检验偏振状态的检验第一步：用偏振片旋转第一步：用偏振片旋转 观察出射光强变化观察出射光强变化 将将5种偏振态分成种偏振态分成3组组 线偏振光线偏振光自然光自然光 圆偏振光圆偏振光部分偏振光部分偏振光 椭圆偏振光椭圆偏振光第二步：第二步：用四分之一波片区分圆偏振光和自然光用四分之一波片区分圆偏振光和自然光 用四分之一波片区分椭圆偏振光和部分偏振光用四分之一波片区分椭圆偏振光和部分偏振光各种偏振光经过各种偏振光经过 波晶片波晶片,偏振片后的光强变化偏振片后的光强变化波片波片自然光自然光圆偏振光圆偏振光自然光自然光线偏振光线偏振光偏振片偏振片光强无变化光强无变化光强有变化，光强有变化，且有消光现象且有消光现象(以光线为轴转动以光线为轴转动)波片波片偏振片偏振片部分偏振光部分偏振光(椭圆的长或者短轴椭圆的长或者短轴与晶片的光轴重合与晶片的光轴重合)部分偏振光部分偏振光线偏振光线偏振光偏振片偏振片光强有变化，光强有变化，无消光现象无消光现象光强有变化，光强有变化，且有消光现象且有消光现象椭圆偏振光椭圆偏振光波片波片波片波片偏振片偏振片