波的叠加原理光的干涉4偏振光的干涉人工双折射.ppt

31 利用偏振光干涉看到的结冰过程 32 利用偏振光干涉看到的结冰过程 33 利用偏振光干涉看到的结冰过程 34 利用偏振光干涉看到的结冰过程 35 利用偏振光干涉看到的结冰过程 1 3.9 偏振光的干涉 一 . 典型装置 二 . 线偏振光通过波晶片后的偏振状态 三 . 相干区 干涉强度 四 . 偏振状态的全面检验 2 一 . 典型装置 P A C A P ? ? 波晶片 : 光轴平行于入射表面的晶体薄片 ? 两个正交的偏振片 记做 ? 三个元件表面平行 自然光正入射 演示： 波晶片 3 ? ? 在上述装置下 令单色自然光正入射 分析各区光的偏振状态 ? 起偏器 P 后是线偏振光 ? 线偏振光经波晶片 C 后偏振态 ? 强度 ? ? 检偏器 A 后的偏振态 ? 强度 ? P A C 4 二 . 线偏振光通过波晶片后的偏振状态 d 3 ) o 光 e 光的光程差 d n n ) ( e o ? 结论 : 1 ) o 光 e 光传播方向相同 同一点源发出的 o 光 e 光不分开 2 ) o 光 e 光振动方向垂直 o ? 光轴， e ? ? 光轴 可以用光轴来说明 o e 光 振动方向 线偏振光 与入射面 有一夹角 o.A. o e 5 4 ) 线偏振光通过波晶片后的偏振状态 两个同频率的 振动方向垂直的 有确定相位差的 S. H. V . 的合成 ? 一般 合成光矢量端点的轨迹是椭圆 o A 但 每时刻 都是 线偏振光 所以 称为 椭圆偏振光 e A 光轴 6 4 ) ( e o ? ? ? d n n ? 特殊 1 若晶片厚度合适 使 o 光 e 光的光程差为 ? /4 波长 ? ? 2 π π 2 e o ? ? d n n ? 相位差是 正椭圆偏振光 ? ? O.A. e A o A o e A A ? 圆偏振光 如果再让 该波晶片叫四分之一波片 7 ? 特殊 2 若晶片厚度合适 使 o 光 e 光的光程差为 ? /2 波长 称该波晶片为二分之一波片 ( 或称半波片 ) 经二分之一波片后 o 光 e 光相位差为 ? 合成为 线偏振光 相位差是 π ) ( π 2 e o ? ? d n n ? 2 ) ( e o ? ? ? d n n 8 C 线 偏 振 O.A. 1 A ? e 1 A o 1 A 0 ? ? ? π Δ ? ? ? 在 ? /2 片前 过 ? /2 片后 仍是线偏振 旋转了 2 ? 角 ? /2 片 o.A. ? 注意 : ? /2 波片 ? /4 波片 必须指明波长 2 1 1 A I ? 1 3 象限的振动 2 4 象限的振动 演示： 圆 . 椭模型 9 · ? ? 5 ) 推论 由上述分析知 圆 和 椭圆偏振光 可看成是两束 频率相同 传播方向一致 振动方向相互垂直 相位差为某个确定值的 线偏振光 的合成 同样 线偏振光 可看成是两束 频率相同 相位相同 振幅相同 传播方向亦相同的 左 右旋 圆偏振光 的合成 10 三 . 相干区干涉强度 ) A ( x ) P ( y ? O.A. 1 A e 1 A o 1 A e 2 A o 2 A 相干区 ? 相干光的振幅 ? sin e 1 e 2 A A ? ? ? sin cos 1 A ? o 2 A ? ? 2 1 1 A I ? P A C 1 I 11 ? 相干光光程差 由波片厚度引进的是 d n n ) ( e o ? 2 ? 2 ) ( e o ? ? ? d n n ) A ( x ) P ( y ? O.A. 1 A e 1 A o 1 A e 2 A o 2 A 在该装置中 两光经 检偏器 A 后振动步调相反 所以装置带来的 附加光程差是 总光程差 12 ? 合成结果 ? Δ cos 2 o 2 e 2 2 o 2 2 e 2 A A A A A ? ? ? ) A ( x ) P ( y ? O.A. 1 A e 1 A o 1 A e 2 A o 2 A ? ? π π 2 Δ e o ? ? ? d n n ? ? 相位差 ? ? sin cos 1 o 2 e 2 A A A ? ? 13 讨论 1 ) 典型装置 相干条件的实现 : ? 波晶片 保证从一次发光中分出两支 给出光程差 ( n o - n e ) d ? 检偏器 保证两光振动方向相同 ? 起偏器 保证两光有确定相差 ) A ( x ) P ( y ? O.A. 1 A e 1 A o 1 A e 2 A o 2 A 振幅投影图 P A C 相干区 14 ? ? π π 2 Δ e o ? ? ? d n n ? ? 2 ) 相位差与装置的关系 A P ? A P ? ? d n n e o π 2