偏振光基础原理课件

偏振光基础原理2011.11.2412/26/2022光的电磁学基础光的偏振12/26/2022光的电磁学基础Maxwell方程组电磁波的传播光波与电磁波12/26/20221.2Maxwell方程组

12/26/20222.电磁波传播由Maxwell方程我们可以知道电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变。v0HE图1.1电磁波传播12/26/2022

12/26/20223.光波与电磁波

光矢量从波动光学的观点看，光是极高频的电磁波。通常所说的光扰动或光振动是指光的电场强度E和磁场强度B。由于光许多方面的效应主要通过其电场的作用表现出来，所以常把光波的电场强度E（矢量）成为光矢量。光的振动可简单理解为随时间变化和空间变化的光矢量。

光是横波

由于光波属于电磁波，光矢量振动方向与传播方向垂直，因此光是一种横波。

图1.2横波振动与传播方向垂直12/26/20221.偏振现象1.1什么是偏振定义：偏振是指波在与传播方向垂直的某些方向上振动较强，而另一些方向（通常是垂直方向）则较弱甚至没有振动的现象。1.2光波具有偏振性光波是横波，在与光传播方向相垂直的方向上光矢量的振动强度存在不均匀现象。所以光波具有偏振性。最常见的偏振光有五种自然光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光、线偏振光。图2.1马吕斯12/26/2022

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(2.6)(2.5)(2.7)12/26/2022

(2.8)(2.9)(2.10)12/26/2022

(2.11)12/26/2022

12/26/20222.2不相干偏振当偏振光的X，Y分量相位有固定关系时，合成的光矢量为线偏振，圆偏振及椭圆偏振。当相位无固定关系时，合成的光矢量为自然光和部分偏振光（1）自然光一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、无固定相位关系的线偏振光。没有优势方向自然光的分解12/26/2022补充什么是偏振定义：偏振是指波在与传播方向垂直的某些方向上振动较强，而另一些方向（通常是垂直方向）则较弱甚至没有振动的现象。光是怎么样产生的？怎么理解？？12/26/2022光的波粒二象性光既是一种粒子，也是一种波。在不同的条件下表现出不同的特性。光具有波粒二象性。光的产生电子在不同能级之间的跃迁会产生不同频率的光，每次都是一份份的发出的。称为光量子。因此，初始状态的每份光振动方向不同，是随机分布的。可利用不同的光源产生不同状态的光。爱因斯坦光量子发射示意图电子跃迁12/26/2022自然光：在垂直于光传播方向的平面上，光矢量在各个可能方向上的取向是均匀的，光矢量的大小、方向具有无规律性变化，这种光称为自然光，也称为完全非偏振。

..............电灯太阳12/26/2022部分偏振光：光波包含一切可能方向