§14.6 椭圆（圆）偏振光的获得和检验

1. 椭圆偏振光 & 圆偏振光 CAI

y

xz 0

y

z

左旋圆偏振光

y

z

右旋圆偏振光y

xz 0

退出返回

[ ]kxtEE yy −+= 10cos ϕω

z x

y

o[ ]kxtEE zz −+= 20cos ϕω

12 ϕϕϕ∆ −=

0=∆ϕ4π

=∆ϕ2π

=∆ϕ4π3

=∆ϕ π=∆ϕ4π3

−=ϕ∆4π

−=ϕ∆2π

−=ϕ∆

00 yz EE =

椭圆偏振光

圆偏振光返回 退出

CAI

π−=ϕ∆π0 ±≠ ，ϕ∆

2π

±=ϕ∆

tEEz ωcos0=

)2

cos(0πω += tEE y

z

y

Er

ω

返回 退出

圆偏振光可分解为两束振动方向相互垂直、等幅、相

位差为 的线偏振光。2/π

右旋圆偏振光

左旋圆偏振光

tEEz ωcos0=

)2

cos(0πω −= tEE y

z

y

Er

ω

( ) …±±=+=− ，，， 210 2

1212 nnrr λ

12 ϕϕ =

( ) ( )12122 rrrrk −=−=λπϕ∆

…±±==− ，，， 2 1 0 12 nnrr λ

( )2121 rrk −−−= ϕϕϕ∆

波程差

干涉加强

干涉减弱

返回 退出

Pr2

r1

S1

S2

• •1l 2l 3l nl

1n 2n 3n nn

1S P

2. 光程

单色光波的频率 （周期 ）在不同的介质中是恒定

不变的

f T

nnfc

fv λλ ===′

ncv =介质内

πλ 2↔′

ϕ∆↔x

λπ

λπϕ∆ nxx 22 =

′= nx 光程

光波在介质中的路程 相当于在真空中的路程x nx退出返回

1S

2S

Pd

d

x

ϕ

ϕ

1ϕ

2ϕn

kd=− 1ϕϕ

)(2 nxxdk +−=− ϕϕ

)(21 xnxk −=−= ϕϕϕ∆

光程差λ

πxnx −

= 2λδ

π2=

引入光程的概念后，我们就可以把光在不同介质中的

传播都折算为光在真空中的传播。

退出返回

• •1l 2l 3l nl

1n 2n 3n nn

1S P

∑∑ ==i

ii

i i

i

cln

vl

t ∑==i

ii lnctL

两束相干光（从同相点算起）在相遇点处由于它们经

过不同的光程所产生的相位差可用光程差来写出。

λδπϕ 2=∆

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3. 波片

由晶体做成的有准确厚度的平行板，光轴与表面平行

α

光轴

eAoA

Ar

dM N

o光e光

α

光轴

Ar

oAr

eAr

e光、 o光的振幅

αα

sincos

AAAA

o

e

=

=

退出返回

M No光

e光

α

光轴

eAoA

Ar

d

α

光轴

Ar

oAr

eAr

通过厚度为d的波片， e光与 o光产生光程差

dndn oe −=δ

dndn oe −==λπδ

λπϕ∆ 22

对应的相位差

返回 退出

α

光轴 PAr

oAr

eAr(1) 四分之一波片

2πϕ∆ =

4λδ =−= dndn oe

线偏振光 椭圆或圆偏振光

4πα = 线偏振光→圆偏振光

2 , 0 πα = CAI

线偏振光→线偏振光

240 ππα ，，≠ 线偏振光→椭圆偏振光

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(2) 二分之一波片

αα

A0入A0出

A入A出Ae入= Ae出光轴

2λδ =−= dndn oe

πϕ∆ =

CAI使线偏振光振动面转过2α角度

0=∆ϕ4π

=∆ϕ2π

=∆ϕ4π3

=∆ϕ π=∆ϕ4π3

−=ϕ∆4π

−=ϕ∆2π

−=ϕ∆

退出返回

4. 椭圆偏振光与圆偏振光的检验

Er

检偏振器偏振化方向

透过检偏振器观察圆偏振光时，观

察到的光强决定于旋转着的光矢量

在偏振化方向上投影的最大值。

Er

检偏振器偏振化方向

用四分之一波片和偏振片可以区分出(1)自然光和圆偏振光；(2)部分偏振光和椭圆偏振光。

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P自然光

线偏

P圆偏

线偏

转动偏振片，光强无变化 转动偏振片，光强无变化

P

自然光 自然光 线偏

λ/ 4 λ/ 4P

圆偏

线偏

线偏

转动偏振片，光强有变化，且存在消光位置。

转动偏振片，光强无变化

CAI退出返回

P椭偏

线偏

P部分偏

线偏

转动偏振片，光强有变化，不存在消光位置

转动偏振片，光强有变化，不存在消光位置

P

部分偏 部分偏 线偏

λ/ 4 λ/ 4P

正椭偏

线偏

线偏

转动偏振片，光强有变化，存在消光位置。

转动偏振片，光强有变化，不存在消光位置

CAI退出返回

四分之一波片

圆偏振光

自然光 各种偏振态的光

线偏振光

偏振片

转动

线偏振光 I 不变

线偏振光 I 变, 有消光

以入射光方向为轴

四分之一波片

椭圆偏振光

部分偏振光

线偏振光

偏振片︵转动︶

线偏振光 I 变, 有消光

各种偏振态

的光 线偏振光 I 变, 无消光

CAI光轴平行椭圆偏振光的长轴或短轴放置

退出返回