光在晶体和液晶中传播2课件

1、波晶片（波片）厚度为d ,光轴与两个表面平行的双折射晶体薄片称为波片。当自然光垂直入射时，由晶体出射的是振动方向相互垂直的线偏振光，它们沿原入射方向同向传播，但传播速度不同。对于方解石晶体e光比O光快。对于石英晶体e光比O光慢。相位延迟器eO光轴d石英光轴平行于表面光线垂直入射O光和e光两者到达波片的另一表面时，必然有相位差。设为O光超前于e光的相位 则其光程差为：eO光轴d石英*若O光和e光的相位差为： 光程差是波长的整数倍波长片或全波片*若O和e光相位差为光程差是半波长的奇数倍二分之一波长片或半波片则则*若O和e光相位差为光程差是半波长的奇数倍称为二分之一波长片或半波片。*若O光和e光的相

2、位差为光程差是波长的整数倍该波片称为波长片或全波片。方解石称为四分之一波长片则*若O和e光相位差为光程差是 1/4波长的奇数倍波片的作用是使通过它的O光和e光有相位上的改变，因此也称为相位延迟器。在偏振光分析中有着独特的作用。四分之一波片 线偏振光垂直通过波片后的偏振态当垂直入射的线偏光振动方向与波片光轴间夹角=00或=900时，则无论波片的厚度是多少，出射的线偏光与入射光相同。当使用 1/2 波片时，出射的O光、e 光有的相位延迟，出射的线偏光与入射线偏光的振动方向对于光轴 OC 方向对称。OCOOC若C为波长片时，出射的O光、e 光的相位差为2的整数倍，这相当于无相位延迟，即波长片不改变入

3、射线偏振光的状态。OC补偿器-有效厚度可改变的波晶片巴比涅补偿器推动上劈 改变 连续改变 补偿器连续可变o光、e光相差 的装置(1)使用细束宽光束d1d2AMB(2)索累补偿器改变d1 连续改变d2-d1连续改变cd1d2BA圆起偏器 一个偏振片和一个/4片组合成圆偏振器它既可产生圆偏振光,也可以检测圆偏振光及其旋转方向.o(P)Pez光轴偏振片C/4片M是起偏器，经它可从自然光中获得垂直射向波片C的线偏光。波片C光轴平行于晶体表面，透振方向与光轴方向之间的夹角 垂直射入波片的线偏光：分解成O光其振动方向垂直于入射面，垂直光轴；分解成的e光振动方向平行于入射面，平行于光轴。入射波片的线偏光的振

4、幅 椭圆偏振光、圆偏振光的产生若C为1/4波片，即=/2，且若=450，则从C出射圆偏振光若C为1/4波片，且450、 900或00，则出射椭圆偏振光 若C不为波长片也不是半波片，即 k 时，且450、 900或、 00 时，则从C垂直出射椭圆偏振光。经过波片后，O光和e光的相位差： 振动合成示意图例7.3-1 如图,P1,P2为透振方向平行的偏振片,K是主折射率为的波晶片,其光轴方向平行于折射表面.若波长为的入射光经图示系统后被消光.求此波晶片的厚度.解 入射光经P1变线偏振光,经K后能被P2消光,说明其振动面转过90.因 片才能线偏振光振动转过2,故晶片为 片,其光轴与P1成 ,最小厚度为

5、P1P2K例7.4-2 一束波长的主轴在光轴的左旋椭圆偏振光,入射到相应于波长为 的方解石片上,试求出射光的偏振态.已知方解石对 光的主折射率为 ;对 的光主折射率为 .解 对 的 片的厚度其中 波长为 的单色光通过该晶片产生的相位差 即对 的光,该晶片为 片.入射正椭圆偏振光,其分解的两垂直振动相位差 ,经该晶片出射的o光和e光的相位差为故出射的光为主轴之一为于,象限的左旋椭圆偏振光.CH 7-4 偏振光的检验ANALYSIS OF POLARIZED LIGHT偏振光的检验一 偏振光通过 片后的偏振态的变化y(e)y(e)xoy(e)ox=0+/2y(e)x0=0 xo入射光偏振态经 片后

6、入射光矢量与光轴(e轴)成0或90,则在晶片中只存在一种振动方向的偏振光.经 片或任何波片,出射光偏振态均不变.说 明线偏振光经 片后成为主轴之一在光轴上的正椭圆偏振光入射光偏振态经 片后说 明y(e)ox0=-/2 y（e)xo圆偏振光经 片成为光矢量与光轴成45的线偏振光。o y(e)xy (e)oxy（e）xoy（e）xo凡主轴之一在光轴上的正椭圆偏振光，经 片后成为线偏振光。主轴之一不在光轴上的椭圆偏振光，经 片后成为另一种旋向和取向的椭圆偏振光二. 对圆偏振光与自然光、椭圆 偏振光与部分偏振光的鉴别将检偏器P旋转一周椭圆偏振光有强弱或消光现象自然偏振光或部分偏振光状态不变xPy一 对

7、椭圆（圆）偏振光光矢量旋转方向的鉴别同理:左旋椭圆（圆）偏振光，同样装置出射光强为、象限的“8”字测出椭圆（圆）偏振光经上述装置的光强分布，根据“8”字 的取向，鉴别出光矢量的旋转方向入射右旋(圆)偏振光两垂直振动之间有初位相差经方解石 片位相差、象限的线偏振光旋转 片后的检偏器出射光强为、象限的“8”字七种偏振态的检验把检偏器对着被检光旋转一周，若得到两明两零 光强不变 两明两暗线偏振光在光路中插入1/4波片，再旋转检偏器，若得在光路中插入1/4波片,并使光轴与检得的暗方位相重合,再旋转检偏器,若两明两零则为光强不变则为两明两暗则为圆偏光自然光自加然圆光偏 光椭圆偏光自加然线光偏 光自椭然圆光偏加光两明两零则为两明两暗但暗程度与前不同则为两明两暗但暗方位与未插入1/4波片时相同则为 阅读 五种光的检验步骤例 7.4-1 一束主轴之一在波晶片光轴方向的左旋椭圆偏振光,分别垂直入射到 上.试分别画出各出射光的偏振态.y(e)xy(e)xy(e)xxy(e)入射偏振光 出射偏振态经/8片经/4片经/2片例 7.4-2 单色平行自然光相继垂直照射到一透明物P及一 片Q上,P和Q无论怎样绕OO轴旋转时,总可在尼可尔棱镜N后得到消光位置.问:(1)入射到Q上是什么光? (2)P是什么物质? PNQOO解 (1)P、Q绕OO旋转时可得到消光位置,说