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1、精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系1 11精密仪器系偏振光概述偏振光概述一、偏振光与自然光一、偏振光与自然光二、马吕斯定律二、马吕斯定律精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系光的横波性：振动方向总是垂直于传播方向光的横波性：振动方向总是垂直于传播方向偏振光：光矢量的振动方向和大小有规则地变化偏振光：光矢量的振动方向和大小有规则地变化一、偏振光与自然光一、偏振光与自然光自然光自然光光矢量在一切可能的方向光矢量在一切可能的方向上振动几率和大小相同上振动几率和大小相同精密仪器系精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系光波的三个特征参量：光波的三个特征参量：，k，电矢量的振动方向电矢量的振动方向EEtkz
2、EEtkzexp)()cos(00精密仪器系00cos00cos()00()yzyxzxHEHHtkEEtkzHzE精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系偏振光的表示偏振光的表示任一偏任一偏振光振光E两个线偏光两个线偏光E E a axy,(,)12分解分解合成合成EaitkzEaitkzE E xE yyxxy=exp()=exp()=2100精密仪器系精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系1、线偏振光、线偏振光光矢量始终在一确定的方向上振动其大小随相位变化的光光矢量始终在一确定的方向上振动其大小随相位变化的光振动平面振动平面:光矢量与传播方向组成的平面光矢量与传播方向组成的平面精密仪器系+ai
3、tkz yE aitkz xexp()=exp()=02010振动方向：与振动方向：与a1和和a2的比值有关的比值有关精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系光矢量的大小不变，方向规则变化其矢量末端的运动光矢量的大小不变，方向规则变化其矢量末端的运动轨迹为圆轨迹为圆2、圆偏振光、圆偏振光E a exa eyaaitkzitkz=1020()()1222=右右,左左精密仪器系精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系左旋圆偏振光左旋圆偏振光精密仪器系精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系其光矢量的大小、方向规则变化其光矢量的大小、方向规则变化其矢量末端的运动轨迹为椭圆其矢量末端的运动轨迹为椭圆3、椭圆偏振光
4、、椭圆偏振光-Ea exa eyaait kzit kz1020()()1220右旋右旋左旋左旋精密仪器系精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系t=t0t=t0+T T/4x x右旋右旋y yEAikzEAikzwtwtyx=exp=exp+2精密仪器系精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系注意：注意：z=z0 是确定的位是确定的位置，旋向是置，旋向是时间的变量时间的变量wtkz=000令wtwtE tAikzE tAikzAyx()=exp=0()=exp=+2000000ttT4=+10当，wttkzAwE tAiE tAikzyx=+2()=exp()=exp=0101101wtkz2=10
5、（A,0）(0,-A)x xy y（A,0)（0,-A)右旋右旋经过四分之一周期经过四分之一周期精密仪器系精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系wtwtEAikzEAikzyx2=exp=exp令E tAikzE tAikzAwtwtyx()=exp=0()=exp=2000000ttT4=+10当，AtkzwE tAiE tAikzwtyx2()=exp=()=exp=0111010（A,0)（0,A)左旋左旋（A,0）(0,A)x xy ywtkz=000wtkz2=10精密仪器系精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系sinsin()021左旋偏振光左旋偏振光不同取值时，椭圆偏振的形状和旋向不
6、同取值时，椭圆偏振的形状和旋向右旋偏振光右旋偏振光sinsin()021精密仪器系精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系zwtwtEAi kEAi kzyx=exp=exp+2（A,0）(0,A)x xy yEAikzEAikzAwtwtyx=20+=exp=exp=精密仪器系（A,0）(0,-A)x xy y精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系4、部分偏振光、部分偏振光偏振度偏振度IIPIImaxminmaxmin精密仪器系精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系二二、马吕斯定律马吕斯定律(1809)偏振器透光轴：偏振器透光轴：允许透过光矢量的方向允许透过光矢量的方向q qq qEcosq qP2检偏器检偏器光电接收光电接收精密仪器系IIqcos02精密仪器与机械学系精密仪器与机械学系评价偏振片性能的参数评价偏振片性能的参数:最大透射率最大透射率消光比（偏振度）消光比（偏振度）最大透射率最大透射率=最大透射光强最大透射光强/入射光强入射光强消光比消光比=通光方向光强通光方向光强/消光方向光强消光方向光强=最大透射光强最大透射光强/最小透射光强最小透射光强精密仪器系qII2cos02