怎样得到园偏振光
椭圆偏振光与园偏振光的产生和检验
一、 圆偏振光和椭圆偏振光起偏 晶体相移器件
1、椭圆和圆偏振光获得（思路及装置） （一种相移元件）
思路： 根据振动方向相互垂直、频率相同的两个简谐振动能够合
成椭圆和圆的原理，可有双折射现象获得椭圆和圆偏振光。
分析： 自然光入射到晶片上，
光轴
出射光仍为自然光。（无恒定的相位差）晶片
d
自然光透过晶片是得不到椭圆和圆偏振光的。 o e
线偏振光入射到晶片上，可分解为振动方向相 互垂直的 e 光和 o 光。
晶片：光轴 平行于表面 的晶体薄片
出射光为振动方向相互垂直的、具有固定位相关
系的线偏振光 椭圆和圆偏振光
2、椭圆和圆偏振光起偏装置（光路图） 光轴
y
λ
Ae
A0
？ x
P2 A2e
若单色光入射，且d不均匀， 则屏上出现等厚干涉条纹。色
若若dd均不匀均不匀变，，且而以以白白光光入入射射，，则则屏屏上上出出现现彩均色匀条的纹颜。色。偏振
色偏振： 由于某种颜色干涉相消，而呈现它的互补色
如 红色相消→绿色；蓝色相消→黄色
二、人为双折射
人为地造成介质的各向异性，而产生双折射。
A出
Ae 正最大时，Ao为负最大
A入
线偏振光振动面转过2 角度 A0出
A0入
1/2波片的作用—— 使线偏振光振动面转过2 角度
二、椭圆偏振光与圆偏振光的检偏
用1/4 波片C 和偏振片P 可把自然光与圆偏振光
（或部分偏振光与椭圆偏振光）区分开来。
自然光 圆偏振光
自然光 四 分 线偏振光 之
一、偏振光的干涉
P1
AC
Ao
椭圆和圆偏振光的检验与获得
E
E
r
r
二、产生
用一束平面偏振光垂直入射在一块光轴与表面 平行的单轴晶体薄片 C上，设C的光轴与入射的平 面偏振光的振动方向成 角，在晶片C内产生双折 射，且o、e 光沿同一方向传播，振动矢量相互垂直。 振幅分别为：
AO A sin , Ae A cos
A
消第1项
x cos 2 y cos 1 A1 A2
得
x cos 2 y cos1 sin t sin( 2 1 ) A1 A2
x A1 (cost cos1 sin t sin 1 ) y A2 (cost cos2 sin t sin 2 )
4.2 波晶片— 相位延迟片
晶片是光轴平行表面的晶体薄片。
平行光正入射
晶片
Ae
x
A
线偏振光 d
Ao
y
光轴 Ae
P
A Ao
椭圆偏振光 光轴
o光垂直主平面振动，e光平行主平面振动,主平面为含光轴 与折射光。 o光振动垂直光轴方向 e光振动沿光轴方向
振幅关系：
Ao A sin ，
Ae A cos
即 : 线偏振光 园偏振光
三、椭圆偏振光与部分偏振光的检定：
让椭圆偏振光和部分偏振光通过一个偏振片时，旋转中均会出现光强 大小变化但无消光的相同现象，无法区分。 方法：在偏振片前放入一块四分之一波片，并设法使椭圆的一个轴与四分 之一波片的光轴平行；以入射光为轴旋转偏振片。
1 波片且 450 4
光轴平行最大光强或最小光强方向放置 或光轴平行椭圆偏振光的长轴或短轴放置
2. 2 1 2
两个相互垂直的同频率的谐振动可以合成为一直线谐振动、 匀速圆周运动和椭圆运动。 由此可见，任一直线谐振动、匀速圆周运动和椭圆运动 都可分解为两个相互垂直的同频率的谐振动。
圆偏振光、椭圆偏振光如何检验？【最新】
圆偏振光、椭圆偏振光如何检验？首先讨论它们产生的原理。
圆偏振光、椭圆偏振光产生的原理如图10— 2所示图10 — 2当一束自然光经起偏器后，得到线偏振光再入射到波片时，被分成E。
和Ee两个振动分量，由于它们在晶体内的传播速度不同，通过波片后产生一定的位相差，出射后两束光速度相同，合成后一般得到椭圆偏振光，o光相对e光的位相差为=2π/λ ×（no- ne）dd —波片厚度在满足以下两个条件时，出射光是圆片振光：1.起偏器的透光轴与波片的快（慢）轴夹角α= 45°2.两束光在波片中产生位相差=（2m +1）× π/ 2 (m = 0; ±1; ±2; )或Δ= ( no – ne ) d =（m + 1/ 4）λ可见，该波片是λ/4波片，因此线偏振光只有通过λ/4波片才可能产生圆偏振光。
如何检验圆偏振和椭圆偏振光呢？一般采用以下两种方法：1、让圆或椭圆偏振光透过检偏器，通过旋转检偏器观察能量变化，来确定光的偏振态。
2、将圆偏振或椭圆偏振光变换成线偏振光，再通过马吕斯定律进行检验为什么圆偏振光经1/8 波片后成为椭圆偏振光？圆偏振光相位差不是PI/2吗。
+PI/4后怎么就变成了线偏振光。
这个很好解释么，圆偏振光原来的相位差是pi/2，线偏振光的相位差是pi或者是0，除了这个之外，所有的相位差，造成的偏振态形状都是椭圆的。
圆偏振本来pi/2，你经过λ/8波片，相位差加pi/4，那你用你的原来的pi/2+pi/4=3pi/4，相位差既不是0，也不是pi，自然就不是线偏振光，所以自然是个椭圆偏振的，怎么可能变成线偏振的？还有你这个问题太诡异了，题目里面问，为什么变成椭圆光，内容里面却问怎么就变成线偏振光，你到底是要问什么？只有经过λ/4波片的圆偏振，才能变成线偏振，还有通常都没有人用什么λ/8波片，都是λ/4的或者λ/2的波片，不知道楼主从哪里看来的λ/8波片？λ/4波片合成椭圆偏振光的原理是什么原理就是给本来没有相位差或者相位差是pi的线偏振光，附加上了pi/2的相位。
圆偏光片原理
圆偏光片原理
圆偏光片是一种常用的光学元件，其原理主要是利用了偏振光的性质。
偏振光是一种在特定方向上振动的光波，而圆偏光则是一种特殊类型的偏振光，其振动方向在平面内呈圆周运动。
圆偏光片的工作原理可以通过其结构和材料的特性来解释。
圆偏光片通常由具有双折射性质的晶体材料制成，如石英或偏光玻璃。
这些材料在电场的作用下会发生双折射现象，即光线在进入材料后会分成两束光线，一束是普通光，另一束则是振动方向旋转的偏振光。
当偏振光通过圆偏光片时，根据其振动方向和光线传播方向之间的关系，可以将偏振光转换成左旋或右旋的圆偏光。
这种转换是通过圆偏光片内部的结构和材料的双折射效应实现的。
具体来说，当偏振光穿过圆偏光片时，其振动方向会被旋转一个特定的角度，从而产生左旋或右旋的圆偏光。
圆偏光片在光学领域有着广泛的应用。
其中，最常见的用途是在偏振光实验和设备中，用于控制和调节光的偏振状态。
通过调整圆偏光片的旋转角度，可以改变光的偏振方向和强度，从而实现光学器件的功能。
此外，圆偏光片还常用于显微镜、激光器、偏振片等光学系统中，起到优化光学性能和增强光学效果的作用。
总的来说，圆偏光片原理是基于偏振光的特性和双折射效应，通过特定的结构和材料来实现对偏振光的控制和调节。
其在光学领域的
应用非常广泛，为光学技术的发展和应用提供了重要的支持和帮助。
通过深入理解圆偏光片的原理和工作机制，可以更好地利用其优势，推动光学技术的进步和创新。
圆偏振发光光谱发展历程
圆偏振发光光谱的发展历程可以追溯到20世纪初，当时科学家们开始研究光的偏振性质。
随着技术的发展，圆偏振光的性质逐渐被应用于光学、电磁学和光谱学等领域。
本文将介绍圆偏振发光光谱的发展历程。
早期研究：基础理论在早期的研究中，科学家们主要关注于基础理论的研究，如光的偏振态、偏振光的干涉和衍射等。
他们发现，圆偏振光在传播过程中，其振动面始终围绕传播方向旋转，这种现象被称为圆偏振。
光学元件：圆偏振的应用随着光学元件的发展，如线性偏振分束器、反射器等，圆偏振光的性质被广泛应用于各种光学实验中。
例如，通过控制光源和光学元件的参数，可以实现特定的圆偏振光的产生和调控。
光源：发光光谱的改进随着光源技术的进步，如激光器的出现，发光光谱的质量得到了显著提高。
科学家们开始尝试利用圆偏振光的特点来改进发光光谱的性质，如提高光谱的纯度和亮度。
实验方法：圆偏振光谱的测量为了准确地测量圆偏振发光光谱，科学家们发展了多种实验方法，如傅里叶变换光谱仪、圆偏振光干涉仪等。
这些仪器能够准确地测量圆偏振光的偏振态和强度，进而获取发光光谱的信息。
应用领域：新兴领域近年来，圆偏振发光光谱在许多新兴领域中得到了广泛应用，如生物医学、材料科学和环境科学等。
科学家们利用圆偏振发光光谱技术来研究生物分子的结构和功能，以及材料的光学性质和环境响应等。
未来展望：发展趋势随着科技的不断进步，圆偏振发光光谱技术将会在更多的领域得到应用。
未来，我们期待看到更多的创新和突破，如开发新型的光学元件和测量方法，以及将圆偏振发光光谱与其他技术相结合，如量子点技术和机器学习等。
这些技术的发展将为圆偏振发光光谱的应用开辟新的领域和可能性。
总之，圆偏振发光光谱的发展历程是一个不断探索、创新和应用的过程。
它从基础理论到实际应用，经历了多个阶段的发展，为科学和技术的发展做出了重要贡献。
未来，我们期待着圆偏振发光光谱技术在更多领域中的应用和发展。
线偏振光与圆偏振光的关系
1设单色平面光波沿z 方向传播，即k //z ：
（1） 线偏振光可沿任意两个垂直方向分解，分量仍然是线偏振光，例如： e z t E E r r )2cos(0λ
πω−=线 （e r 是偏振方向的单位矢量，此情况在x 、y 平面内） 可分解为： )2cos()sin cos (00z t e E e E E y x λπωαα−⋅+⋅=r r r 线
（2） 圆偏振光可沿任意两个垂直方向分解为两个线偏振光，例如： y x e z t E e z t E E r r r ⋅−+⋅−−=)2cos()22cos(00λ
πωπλπω右圆 y x e z t E e z t E E r r r ⋅−+⋅+−=)2cos()22cos(00λ
πωπλπω左圆 给定一个z 值，则在此位置处，光矢量运动是两个垂直的、相位差2π
的简谐运动的合成。
（3） 线偏振光可分解为左右圆偏振光，例如用上面的两个式子可得： y e z t E E E E r r r r ⋅−=+=)2cos(20λ
πω左圆右圆线 （y 轴现在是偏振方向）
注意：上面的命题是普适的，但公式给的都是特例。
y z k x
x x
e r y e。
圆及椭圆偏振光的获得和检验
自然光
P196
偏振片，透振方向 绕光束旋转
光强不变
先通过1/4波片，再通过偏 振片
光强不变(鉴定)
圆偏振光
平面偏振光 部分偏振光 椭圆偏振光
光强不变
光强改变，在某一 角度消光(鉴定) 光强改变，但不消 光 光强改变，但不消 光
光强改变，出现消光(鉴定)
光强改变，但不消光 转动1/4波片和偏振片，出 现消光(鉴定)
2、进一步鉴定
• 先让光通过1/4波片! • 自然光：仍是自然光 • 圆偏振光：变为平面偏振光 • 部分偏振光：仍是部分偏振光 • 椭圆偏振光：仍是椭圆偏振光，当光轴与 椭圆长短轴重合，可以得到平面偏振光。 • 再通过线检偏器，可以将自然光与圆偏振 光鉴别；部分偏振光与椭圆偏振光鉴别。
偏振态的鉴定
都是左旋的
与坐标系的取法无关
快轴就加，慢轴就减！
线偏振光通过1/4波片也可获得圆偏振光
• 如果入射光的电矢量与光轴间的夹角为45o
Ex Ax cos t E y Ay cos(t 0) Ex Ax cos t E y Ay cos(t )
圆偏振光
椭圆偏振 光
e或o光轴与波片同椭圆主轴一致 其它位置
线偏振光 椭圆偏振光
光的偏振态的鉴定
• 1、使用线检偏器，可鉴定平面(线)偏振光
• 旋转检偏器，观察透射光强度的变化 • 自然光：光强不变 • 圆偏振光：光强不变 • 平面偏振光：光强改变，在某一角度消光 • 部分偏振光：光强改变，但不消光 • 椭圆偏振光：光强改变，但不消光
I0 A12 2 c (1 cos c ) cos 2 2 2
二、讨 论
• 在 c k (n0 ne )d 相同的条件下，两偏振片 平行和正交时，两者总相位差为π。 • 这两种情况的干涉光强互补，即
6-02 圆偏振光和椭圆偏振光的获得
e光
找出 长短轴
4
波片
偏振片
作业
p.201: 1, 2, 3
in Eo
2 2
( A x A y e i 2 ) e i t Aein e i e i t
out E e out Eo
2 2
( A x A y e i 2 ) e i 2 e i t Ae i ( 3
2 )
e i t
第六章：晶体偏振光学 § 3 圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检验
3.1 垂直振动的合成 3.2 圆偏振光的椭圆偏振光的获得 3.3 圆偏振光的椭圆偏振光通过检偏器后的强度变化 3.4 圆偏振光的椭圆偏振光通过波片后偏振态的改变 3.5 圆偏振光的椭圆偏振光的检验
第六章：晶体偏振光学 § 3 圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检验
例
入射光为右旋椭圆偏振光，四分之一波片，光轴与椭 圆长轴夹角0、90、45°时出射光的偏振态。
out i t E A e 0 e x out i i t i t E A e e A e y y o Ay
Ay
e光
o光
Ax
e光 o光
Ax
out i 2 i t E A e e 90 e y out i 2 i t E A e e x o
o光
Ay
右旋椭圆偏振光： e光
Ax
2 Ax A y
in i i t E ( A cos A sin e ) e x y 波片入射： ein i i t E ( A sin A cos e ) e x y o 四分之一波片： 2 out i i t E ( A cos A sin e ) e x y 波片出射： eout i i i t E ( A sin A cos e ) e e x y o
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4
5
7 6
x
4
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3
2 1
8
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2. / 2
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两 相 互 垂 直 同 频 率 不 同 相 位 差
5、说明： • 波片是对某一波长而言的；
4.3 两相互垂直同频率谐振动的合成
分振动
x A1 cos(t 1 )
y A2 cos(t 2 )
① ② ③ ④
①、②式消 t 。 x A1 (cost cos1 sin t sin 1 )
y A 2 (cos t cos 2 sin t sin 2 )
2
y
A2
x
x y A A 0 2 1 A1 o A2 合振动轨迹为过原点 y x A1 且在二四象限直线。
合振动方程为同频率的谐振动
x y 2 xy cos( 2 1 ) 2 sin ( 2 1 ) A A A1 A2 1 2
2 2
为椭圆轨迹方程。 • 合运动一般是取向任意的椭圆。 • 椭圆的性 质 ( 方位 、长短 轴、左 右旋 ) 在 A1 、 A2确定之后, 主要决定于位相差 = 2– 1。
讨论
x y 2 xy cos( 2 1 ) 2 sin ( 2 1 ) A A A1 A2 1 2
⑤
③ ④
消第2项 得
2
x sin 2 y sin 1 A1 A2
x sin 2 y sin 1 cost sin( 2 1 ) A1 A2
2
⑥
⑤ ⑥
有
合振动的轨迹方程为
x y 2 xy cos( 2 1 ) 2 sin ( 2 1 ) A A A1 A2 1 2
简 谐 运 动 的 合 成 图
4.4椭园偏振光和园偏振光
一、定义 当晶体中产生双折射时，若 o、e 光沿同一方向传播，此 时它们满足频率相同、振动方向相互垂直的条件，如能使位相 差为定值，则当光连续通过晶体中任一点（该点上相差为恒定 值）时，在垂直于传播方向的平面内，合光矢（针对某一时刻） 的端点的投影将描出个一椭圆。 在晶体内的整个传播过程中，合光矢量将以传播方向为轴， 螺旋式向前传播。故称椭圆偏振光；若合振动矢量大小不变，仅 方向随时间变化，称圆偏振光。
2
2
1. 1 2 0 二分振动同相(位)
x y 2 xy A A AA 0 1 2 1 2
x y A A 0 2 1
2
2
2
y
A2
o
A2 y x A1
合振动轨迹为过原点 且在一三象限直线。
2
2
3. 2 1 / 2
x y A A 1 1 2
2 2
y
A2
o x
为顺时针正椭圆(见后)
•当 A1 A2
x y A
2 2 2
A1
为顺时针圆.
一般地，如果
1. 0 2 1
其合振动的轨迹 为顺时针的椭圆 其合振动的轨迹 为逆时针的椭圆
E
E
r
r
1 ∴ 该晶片称为 波片或 移相器。 4 2
1 4、 2 波片（半波片）：
2
其厚度 : d
2k 1 4no ne
当晶片厚度满足: no ne d 2k 1 时, k 0,1,2,3, 2 2k 1 2k 1 1 其厚度 : d ∴ 该晶片称为 波片或 移相器。 2 2no ne
4.2 波晶片— 相位延迟片
晶片是光轴平行表面的晶体薄片。
平行光正入射
晶片
Ae
x
A
线偏振光 d
Ao
y
光轴 Ae
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P
A Ao
椭圆偏振光 光轴
o光垂直主平面振动，e光平行主平面振动,主平面为含光轴 与折射光。 o光振动垂直光轴方向 e光振动沿光轴方向
振幅关系：
Ao A sin ，
Ae A cos
消第1项
x cos 2 y cos 1 A1 A2
得
x cos 2 y cos1 sin t sin( 2 1 ) A1 A2
x A1 (cost cos1 sin t sin 1 ) y A2 (cost cos2 sin t sin 2 )
e光 o光
由于传播速度不同
o光的位相比e光的 位相滞后或超前 出射波晶片时，两光经历的光程差为
Lo Le no ne d
d
通过厚为d的晶片，o、e光产生相位差： 2 ne no d
通常将这个位相差称作波晶片的位相延迟
1 3、 4 波片：
当晶片厚度满足: no ne d 2k 1 时, k 0,1,2,3, 4 2k 1
2. 2 1 2
两个相互垂直的同频率的谐振动可以合成为一直线谐振动、 匀速圆周运动和椭圆运动。 由此可见，任一直线谐振动、匀速圆周运动和椭圆运动 都可分解为两个相互垂直的同频率的谐振动。
用旋转矢量法确定合振动轨迹和方向 y y 0 1. 1
2
8
2
7 6 3
1
8
3
A1
x
x y 2 xy cos( 2 1 ) 2 sin ( 2 1 ) A A A1 A2 1 2
2
2
2.
| 2 1 | 二分振动反相(位) 2 2 x y 2 xy A A AA 0 1 2 1 2