华基美-大学物理-波动光学-偏振1

第五章光的偏振(1)(polarizationoflight)1§5.1自然光和偏振光一、偏振光(完全偏振光)

光矢量设光矢量沿z方向传播.1.线偏振光2zxy0线偏振光及其表示法光振动垂直于纸面振动面·面对光的传播方向看·····光振动垂直板面光振动平行板面光矢量（）只在一个固定平面内沿单一方向振动的光叫线偏振光（也称平面偏振光）。光振动方向与传播方向决定的平面称为振动面.

线偏振光的表示法：3线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解:依赖于x,y方向的选取对线偏振光EEyEx

yx

光的偏振性说明了:光是横波42.圆偏振光3.椭圆偏振光光矢量在垂直传播方向的平面内，按一定频率旋转（左旋或右旋）、光矢量的矢端轨迹是个圆（或椭圆）的光称圆（或椭圆）偏振光。5规定：迎着光线看，光矢量顺时针转的称右旋圆偏振光（或椭圆偏振光）；右旋圆偏振光右旋椭圆偏振光光矢量逆时针转的称左旋圆偏振光（或椭圆偏振光）。6某一时刻右旋圆偏振光E随z的变化传播方向zyxy/27

圆偏振光:Ey领先------右旋Ex领先------左旋两束振动方向相互垂直、位相差、传播方向一致、且振幅相等的线偏振光叠加，就是圆偏振光。反过来，一束圆偏振光也可以分解为这样两束线偏振光。8

椭圆偏振光:椭圆偏振光的强度是这两束线偏振光强度的非相干叠加。椭圆偏振光是两束振动方向相互垂直、传播方向一致、位相差恒定的线偏振光叠加而成的。9二、自然光（非偏振光）光源上一个原子一次发出的是一个线偏振光波列，持续时间约10-8秒。在10-8秒的时间内大量波列合成的光波可以是偏振的，但是它以完全无规的方式迅速变化着。各原子是独立地、随机地发光的。光矢量的大小、方向、初位相等等也是随机的。在我们观察的时间t内,在哪个方向都不占优势了，它们对其传播方向形成轴对称分布。10没有优势方向自然光的分解平均说来这种大量的振幅相同、振动方向任意、彼此没有固定相位关系的光振动的组合叫自然光。zxy自然光及其表示法zxy自然光及其表示法11Ex和Ey无固定关系:它们是彼此独立的振动,总光强——非相干叠加没有优势方向自然光的分解12三.部分偏振光彼此无固定相位关系、振动方向任意、不同方向上振幅不同的大量光振动的组合,称部分偏振光，它介于自然光与线偏振光之间。xyz部分偏振光及其表示法垂直纸面的光振动较强在纸面内的光振动较强部分偏振光的分解

部分偏振光13偏振度描写部分偏振光的偏振程度的物理量是偏振度:自然光也称为（完全）非偏振光（P=0）部分偏振光可看作是自然光和完全偏振光的叠加（0＜P＜1）.完全偏振光（P=1）以上就是三种偏振光,五种偏振态.14§5.2起偏和检偏一、起偏从自然光获得偏振光叫“起偏”，相应的光学器件叫“起偏器”。起偏的原理:都是利用某种形式的不对称性,如物质的二向色性，反射和折射，散射，双折射….偏振片（Polaroid）是由自然光获得线偏振光的平面片状器件，用P表示。15偏振片xyzz线栅起偏器入射电磁波·非偏振光线偏振光光轴电气石晶片··偏振片是以利用晶体的二向色性（对某一方向的光振动有强烈吸收