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1、分振动面干涉分振动面干涉3.会聚偏振光的干涉会聚偏振光的干涉1.平行偏振光的干涉平行偏振光的干涉2.偏振干涉滤光器偏振干涉滤光器 5-9 偏振光的干涉偏振光的干涉-干涉色干涉色(Interference colors)条件：频率相同、振动方向相同、位相差恒定一、偏振光干涉典型的实验装置 在两块共轴的偏振片P1 和P2 之间放一块厚度为d的波片，光轴方向如图光轴方向P1 的作用：获得线偏振光波片的作用：将入射的线偏振光分解成两束相互垂直的、有 固定位相差的线偏振光P2 的作用：把两束线偏振光引到同一方向上来yP1P2二、线偏振光干涉的强度分布设P1 与y（波片光轴）的夹角为，P2 与y的夹角为A
2、1AeAoA2e过P1 后振幅为 A1过波片后分为A2o过P2 后振幅为 设两振动为相干的，位相差为 ，合振动强度为关于 的讨论两部分组成 由波片引起的位相差 由P1 和P2 的相对透振方向引起的位相差yP1P2A1AeAoA2eA2o1、P1 和P2 在相同的象限内，A2o和A2e 方向相同，无附加光程差2、P1 和P2 在不同的象限内，A2o和A2e 方向相反，附加光程差为P1P2yA1A2eAoAeA2o关于光强I 的讨论 P1 和P2 的透振方向相互平行 P1 和P2 的透振方向相互垂直注意：取锐角，为负角yP2P1一般情况下以z为轴旋转波片，改变y相对于P1和P2的方向用单色光照射
3、P1 和P2 的透振方向相互平行I/取极大I/取极小 恒定（no-ne变化很小）波片厚度 d 确定，极值条件 P1 和P2 的透振方向相互垂直以z为轴旋转波片，改变y相对于P1和P2的方向 恒定（no-ne变化很小）波片厚度 d 确定，I=0，取极小I取极大极值条件用单色光照射波片厚度 d 确定，用不同波长的光入射时，透射光的强弱随波长的不同改变。三、色偏振（略）四、偏振光干涉条纹的形成在前面的实验装置中，视场中只有均匀的亮暗或色彩变化（为什麽？），要观察到条纹，须把波片换成劈尖形的。P1 和P2 的相互垂直，用单色光照射时，与d有关 明暗条纹条件 暗条纹明条纹讨论（讨论（1）:出射光强与出射
4、光强与 有关，与有关，与 有关有关出射光强为出射光强为零零.若若 一定一定.当当时时(波长片波长片)，(a)(b)当当(半波片半波片)时时,出射光强出射光强最大最大.讨论（讨论（2）:固定不动固定不动.(波长片波长片)出射光强出射光强最大最大.出射光强出射光强最小最小.时时,当当(a)(半波片半波片)时时,(b)当当由由于于M和和N垂垂直直与与平平行行两两种种情情况况下下,相相干干光光相相位位差差差差,所所以以对对于于给给定定的的晶晶体体薄薄板板,在在垂垂直直时时出出射射光光为为干干涉涉最最大大,而在平行时却为干涉最小而在平行时却为干涉最小;反之依然反之依然.且有且有这两种情况这两种情况光强互
5、补光强互补.若若用用白白光光作作光光源源,对对于于同同一一厚厚度度的的波波片片,垂垂直直时时出出射射光光颜颜色色与与平平行行时时出出射射光光颜颜色色互互补补,即即两两种种情情况况下下的的出出射射光光加加起起来来为为白白光光.在在由由垂垂直直向向平平行行过过度度时时,出出射射光光颜颜色色会会发发生生突突然然的的变变化化,这这种种现现象叫做象叫做色偏振色偏振.劈尖晶片的等厚干涉花样劈尖晶片的等厚干涉花样晶片晶片CM偏振片偏振片N偏振片偏振片I0(钠钠)自然光自然光(3)等厚干涉等厚干涉当偏振光的干涉装置中的晶片厚度不当偏振光的干涉装置中的晶片厚度不均匀时，具有相同厚度的地方，将产生同均匀时，具有相
6、同厚度的地方，将产生同样的干涉光强，形成等厚干涉花样样的干涉光强，形成等厚干涉花样2.2.偏振干涉滤光器和太阳色球观察偏振干涉滤光器和太阳色球观察 天天体体辐辐射射，因因种种种种原原因因而而具具有有各各种种偏偏振振态态所所以以，对对天天体体辐辐射射偏偏振振态态的的测测量量，对对了了解解天天体体的的物物理理状状态态，研研究究天天体体的的辐辐射射机机制制，以以及及天天体体辐辐射射通通过过的的物物质质等等都都有重要的意义例如：有重要的意义例如：由由日日冕冕的的偏偏振振态态的的测测量量，可可以以求求日日冕冕内内部部电电子子密密度度和和温温度度的的分分布布.测测量量因因天天体体磁磁场场作作用用下下被被分
7、分裂裂的的光光谱谱散散射射光光的的偏偏振振，可可以以测测天天体体的的磁磁场场.测测量量行行星星大大气散射光的偏振，可以获得行星大气组成的情况气散射光的偏振，可以获得行星大气组成的情况.通通常常在在明明亮亮多多色色的的光光球球背背景景上上，无无法法观观测测到到弱弱的色球层和日冕层，所以要用单色光观察的色球层和日冕层，所以要用单色光观察适合色球观察的波长有：适合色球观察的波长有：656.2nm(H 线线),393.4nm(Cak线线)，396.8nm(Ca线线),He,587.5nm(D3线线),Mg,518.3nm(b1线线)等等P P1 1P P2 2P P3 3P P4 4P P5 50 0
8、0 00 00 00 00 00 00 00 00 045450 045450 045450 045450 0C C1 1C C2 2C C3 3C C4 4里奥型偏振干涉滤光器结构（四级）：里奥型偏振干涉滤光器结构（四级）：上图中上图中为波片，为偏振片图下方的箭为波片，为偏振片图下方的箭头标出了它们的透振方向或光轴方向头标出了它们的透振方向或光轴方向dP P1 1P P2 20 00 00 00 045450 0C C1 1第一级里奥单级：第一级里奥单级：出射光强分布出射光强分布:波长满足波长满足 1 1，即：即：波长满足波长满足 1 1，即：即：的光全部滤掉，的光全部滤掉，其他其他波长都被
9、减弱波长都被减弱.曲线曲线全部透过：全部透过：第二级里奥单级第二级里奥单级P P3 30 00 045450 0C C2 2满足下式的波长全部透过，满足下式的波长全部透过，满足下式的波长全部滤掉：满足下式的波长全部滤掉：其他波长都被减弱其他波长都被减弱.曲线两级里奥单级串接，光强分布为各级透射光强的积两级里奥单级串接，光强分布为各级透射光强的积:N N级里奥滤光器串接级里奥滤光器串接，光，光强分布为：强分布为：类似多光束光强分布，级次愈多，得到的透射带宽愈窄类似多光束光强分布，级次愈多，得到的透射带宽愈窄.曲线第一级光第一级光强分布强分布第二级光第二级光强分布强分布第三级光第三级光强分布强分布
10、第四级光第四级光强分布强分布四级总光四级总光强分布强分布 返回 返回 返回晶体薄板3.会聚偏振光的干涉会聚偏振光的干涉偏偏振振片片P1的的P2 透透振振方方向向垂垂直直，入入射射平平行行光光经经过过透透镜镜L1会会聚聚在在晶晶体体中中，透透镜镜L2又又将将其其变变为为平平行行光光束束投投射射到到P2 上上在在P2 后后可可以以看看到到与与P2 平平行行及及垂垂直直的的黑黑十十字字和和以以透透镜镜光光轴轴为为中中心心的的同同心心明明暗暗相相间间的的圆圆环环，前前者者称称等等旋旋线线，后后者称者称等色线等色线ooee等旋线（十字暗线)在P1P2 透振方向上晶晶体体中中会会聚聚线线偏偏振振光光振振动动面面沿沿P1方方向向，竖竖直直平平面面内内的的光光线线只只分分解解出出e光光，水水平平平平面面内内的的光光线线只只分分解解出出o光光，但但都都不不能能过过2，因因此此形形成成十字暗线十字暗线光轴光轴eoA1Ao2Ae2其其他他方方向向的的会会聚聚光光线线分分解解出出的的o光光和和e光光，在在晶晶体体中中有有不不同同的的折折射射率率，因因而而有有不不同同的的光光程程，从从而而产产生生不不同同的的相相位位差差当当投投影影到到2上上相相干干涉涉时时，会会因因相相位差的不同而产生不同的光强位差的不同而产生不同的光强