偏振光原理及用途
偏振原理及应用
• 1汽车车灯 汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为 了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开 小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室的前 窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定 它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45 度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发 出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在 夜间行驶时，即不要熄灯，也不要减速，可以保 证安全行车。另外，在阳光充足的白天驾驶汽车， 从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的 阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以 这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向 振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏 振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。
2、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之 后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的 光波才能通过．也就是说，通过第一个偏振片 的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着 一个特定的方向振动．这种光叫做偏振光．
横波只沿着 某一个特定的方 向振动，称为波 的偏振．只有横 波才有偏振现 象．
3、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称 为检偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行，那 么，通过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片的 透振方向平行，透射光的强度最大．
• 2、观看立体电影 • 在拍摄立体电影时，用两个摄影机，两个摄影 机的镜头相当于人的两只眼睛，它们同时分别拍 下同一物体的两个画像，放映时把两个画像同时 映在银幕上。如果设法使观众的一只眼睛只能看 到其中一个画面，就可以使观众得到立体感。为 此，在放映时，两个放放像机每个放像机镜头上 放一个偏振片，两个偏振片的偏振化方向相互垂 直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，左眼偏振片 的偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相同， 右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振 化方向相同，这样，银幕上的两个画面分别通过 两只眼睛观察，在人的脑海中就形成立体化的影 像了。
偏振光的特性原理和应用
偏振光的特性原理和应用1. 偏振光的定义和特性偏振光是指在空间传播中，其电场矢量振动方向保持在一个平面上的光束。
光的偏振状态可以通过光束的电场矢量振动方向来描述，常见的偏振状态有线偏振、圆偏振和椭圆偏振。
偏振光具有以下特性：1.线偏振：电场矢量沿一个方向振动的光称为线偏振光。
线偏振光可以分为水平偏振光和垂直偏振光，分别表示电场矢量在水平和垂直方向振动。
2.圆偏振：电场矢量按圆周方向振动的光称为圆偏振光。
圆偏振光可以分为左旋圆偏振和右旋圆偏振两种。
3.椭圆偏振：电场矢量按椭圆轨迹振动的光称为椭圆偏振光。
椭圆偏振光可以看作是线偏振光和圆偏振光的混合。
2. 偏振光的产生和检测原理2.1 偏振光的产生原理偏振光的产生可以通过以下几种方式实现：•自然光通过偏振片：自然光在通过偏振片时，偏振片只能让一个特定方向上的电场振动通过，从而产生偏振光。
•反射光产生偏振：光在经过表面反射时，会发生一定程度的偏振。
反射光的偏振程度取决于入射光的角度和表面的性质。
•双折射材料产生偏振：某些材料具有双折射特性，使光线在通过时发生分离，从而产生偏振光。
2.2 偏振光的检测原理偏振光的检测可以通过以下几种方式实现：•偏振片检测：将待测光束与一个偏振片叠加，当待测光为偏振光时，输出光强度随偏振片方向的改变而变化。
•偏振分束器检测：通过偏振分束器将光束分成两束，然后利用两个光强检测器分别测量两束光的强度，从而判断光的偏振状态。
3. 偏振光的应用领域3.1 光学仪器偏振光在光学仪器中有广泛的应用，包括偏振显微镜、偏振滤光片、偏振分束器等。
通过利用偏振光的特性，可以增强显微镜的分辨率和对样品的观察效果。
3.2 显示技术偏振光在液晶显示屏、3D影像等显示技术中起着重要的作用。
液晶显示屏利用偏振光的旋转和透过性来控制像素的亮度和色彩，实现高质量的图像显示。
3.3 光通信在光通信领域，偏振光被广泛应用于光纤通信系统中的光信号调制、解调和传输等过程。
偏振光的原理和应用
偏振光的原理和应用
一、偏振光的基本概念
•偏振光是指在一定方向上的光振动强度大于其他方向的光。
•偏振光可以通过偏振器来产生和分析。
二、偏振光的产生原理
•偏振光的产生可以通过自然界中的现象或人为手段来实现。
•光的偏振可以通过反射、透射、散射等方式来发生。
2.1 反射偏振
•当光从介质A垂直入射到介质B表面时，反射光中的振动方向与入射光相同，即发生了反射偏振。
•反射光的振动方向与入射光的振动方向呈90度夹角。
2.2 透射偏振
•当光从一个介质透射到另一个介质中时，透射光中的振动方向与入射光可能发生改变。
•透射光的振动方向可能与入射光的振动方向不同。
三、偏振光的应用
•偏振光在多个领域中有广泛的应用。
3.1 光学领域
•偏振光可以用于显微镜、望远镜等光学器件。
•偏振光可以区分细胞结构、晶体形态等。
3.2 通信领域
•偏振光可以用于光通信中的光纤传输。
•偏振光可以增加信号的传输距离和传输速率。
3.3 汽车领域
•偏振光可以通过偏振镜减少太阳光的反射和眩光，提高驾驶安全。
•偏振光可以用于车载显示器，提供清晰明亮的图像。
3.4 电子产品领域
•偏振光可以用于液晶显示屏，控制光的透过程度，实现显示效果。
•偏振光还可以用于光电二极管、太阳能电池等光电器件。
四、总结
•偏振光是在一定方向上的光振动强度大于其他方向的光。
•偏振光的产生可以通过反射、透射、散射等方式实现。
•偏振光在光学领域、通信领域、汽车领域、电子产品领域等具有广泛的应用。
光的偏振现象的原理和应用
光的偏振现象的原理和应用偏振现象的定义和原理光是一种电磁波，它的振动方向可以不受限制地摆动。
然而，当光传播过程中遇到特定的介质或物体时，它的振动方向会受到限制，这就是光的偏振现象。
光的波动形式分为纵波和横波，偏振现象主要发生在横波光中。
光的偏振现象可以通过以下两种方式实现：1.通过透射或反射产生偏振：当光从一个介质透射到另一个介质中时，根据两种介质的不同特性，光的振动方向会发生改变。
例如，当光从水中透射到空气中时，振动方向发生改变，产生偏振。
2.通过介质中的吸收和散射产生偏振：某些介质能够吸收特定方向的光，而将其他方向的光散射出来。
这样，散射出来的光就成为了偏振光。
光的偏振的分类根据光的振动方向和光传播方向之间的关系，光的偏振可以分为线偏振、圆偏振和椭偏振三种类型。
1.线偏振：光的振动方向只能在一个平面内，可以是水平方向、垂直方向或者在两者之间的任意方向。
2.圆偏振：光的振动方向随着时间呈现圆形轨迹。
3.椭偏振：光的振动方向随着时间呈现椭圆形轨迹。
光偏振的应用光的偏振现象在许多领域都有重要的应用。
以下是一些常见的应用：1.光学仪器：偏振片、偏振镜等光学元件常用于计量仪器和光学设备中，用于控制和分析光的偏振状态。
2.液晶显示技术：液晶分子具有偏振效应，利用液晶分子的偏振特性可以制造液晶显示器。
3.光通信：光纤传输中，利用光的偏振性质可以增加信息传输的容量，提高信号传输质量。
4.材料测试和表征：通过测试材料的偏振性质，可以了解材料的结构、性能等信息，对于材料的表征和研究具有重要意义。
5.生物医学成像：偏振光成像技术可以用于生物组织成像，通过对光的偏振变化进行分析，可以获取关于生物组织结构和功能的信息。
总结光的偏振现象是光学中的重要概念，它在许多领域都有广泛的应用。
通过透射、反射、吸收和散射等方式，光的振动方向可以受到限制，产生偏振。
根据振动方向和传播方向之间的关系，光的偏振可以分为线偏振、圆偏振和椭偏振三种类型。
偏振原理应用
偏振原理应用
偏振原理在多个领域都有应用，以下是一些主要的应用：
1.光学设计：在光学设计中，人们往往更多关注光的波长和强度，而忽略了其偏振指标。
然而，偏振是光的重要特性，利用光的偏振性可以实现多种应用。
2.天空散射：天空因为散射，不同方向偏振态不同。
可以用偏振片来观察这一现象。
3.液晶显示：手机屏幕、电脑屏幕、计算器等使用的都是液晶显示技术，这也是一种偏振光的应用。
4.探测外部星体：因为星体周围的尘埃而散射的光是偏振光，探测到偏振光就能知道星体的存在。
5.光纤通信：光纤可以利用两个不同的偏振态来提高传输信号的速度。
6.目标检测：有时候强度特征不明显的物体（例如树荫下的卡车）用普通拍照技术看不出来，但是偏振图片就非常明显，常用于军事。
7.质量检测：一些塑料产品是双折射材料，加在两个正交的偏振片中能看见不同的颜色。
8.疾病诊断：病变细胞和正常细胞在光照射下偏振状态不同。
9.动物世界：章鱼、蜜蜂和蜘蛛靠偏振光来行走。
偏振光仪的原理和应用
偏振光仪的原理和应用1. 原理偏振光仪是一种用来测量光的偏振状态的仪器。
光的偏振状态描述了光波中电场矢量振动方向的性质。
偏振光仪通过测量光的基本参数，如偏振角、相对光强或光传输方向，来确定光的偏振状态。
偏振光仪的基本原理是利用光的干涉或旋转效应来分析光的偏振特性。
下面介绍几种常见的偏振光仪及其原理：1.1 偏光片偏光片是最简单、最常见的偏振光仪之一。
偏光片可以使特定方向的光通过，而将其他方向的光吸收或减弱。
它的工作原理是利用偏振膜的特殊结构，将特定方向的光分离出来。
1.2 波片波片是一种通过改变光的相位来调节光的偏振状态的偏振光仪。
波片通常由透明光学材料制成，具有不同的光程差。
当一束线偏振光通过波片时，光的相位会发生变化，从而改变光的偏振状态。
1.3 旋光仪旋光仪是一种通过测量光的旋转角度来确定光的偏振状态的偏振光仪。
旋光是指光在通过某些材料时产生的角度旋转现象。
旋光仪利用旋光现象来测量光的偏振状态。
2. 应用偏振光仪在各个领域中都有广泛的应用。
下面列举几个常见的应用：2.1 光学显微镜偏振光显微镜是一种利用偏振光原理观察材料细结构和性质的显微镜。
通过在光源处添加偏振片和波片，可以改变光的偏振状态，并观察材料在不同偏振状态下的显微图像，从而了解材料的光学性质、结构和组织。
2.2 偏振光传感器偏振光传感器是一种用于测量光的偏振状态和偏振参数的传感器。
它可以将光的偏振信息转化为电信号，通过测量电信号的强度、频率或相位来确定光的偏振状态。
偏振光传感器在光通讯、光谱分析和光学成像等领域中具有重要应用。
2.3 光学液晶显示器光学液晶显示器是利用液晶材料对光的偏振状态进行调节，实现图像显示的一种显示技术。
通过在液晶面板上添加偏振片和波片，可以控制光的偏振状态和相位，从而实现图像的显示和调节。
2.4 偏振滤波器偏振滤波器是一种通过选择特定偏振态的光进行滤波的装置。
它可以选择性地透过或阻止特定方向的偏振光，从而实现光的分解、合成和调制。
反射偏振光显微镜的原理及在材料研究中的应用
反射偏振光显微镜的原理及其在材料研究中的应用一、偏振光的基础知识一自然光和偏振光光是一种电磁波属于横波振动方向与传播方向垂直。
一切实际的光源如日光、烛光、日光灯及钨丝灯发出的光都叫自然光。
这些光都是大量原子、分子发光的总和。
虽然某一个原子或分子在某一瞬间发出的电磁波振动方向一致但各个原子和分子发出的振动方向也不同这种变化频率极快因此自然光是各个原子或分子发光的总和可认为其电磁波的振动在各个方向上的几率相等。
自然光在窗过某些物质经过反射、折射、吸收后电磁波的振动哥以被限制在一个方向上其他方向振动的电磁波被大大削弱或消除。
这种在某个确定方向上振动的光称为偏振光。
偏振光的振动方向与光波传播方向所构成的平面称为振动面。
二直线偏振光、圆偏振光及椭圆偏振光1.直线偏振光直线偏振光由于光线的振动方向都在同一个平面内所以这偏振光又叫作平面偏振光。
正对光的传播方向看去这种光的振动方向是一条直线因此又叫直线偏振光或线偏振光。
2.圆偏振光和椭圆偏振光1光的双折射现象和晶体的光轴当一束光线射入各向异性的晶体中时要分裂为两束沿不同方向传播的挑线这种现象叫双折射现象。
发生双折射的两束光线都是偏振光。
这两束光线之一恒遵守光的折射定律在改变入射方向时传播速度不发生变化这条光线称为寻常光线用o表示另一束光线不遵守折射定律当入射光线方向变化时它的传播速度也随之变化光的折射率不同这束光称为非常光线用e来表示。
在各向异性晶体中存在有某些特殊方向在这些方向上不发生双折射寻常光线和非常光线传播方向和传播速度相同这些方向称为晶体的光轴有一个光轴的晶体叫一轴晶有两个光轴的晶体叫二轴晶。
对于二轴晶双折射后的两束光线均为非常为光线。
2波晶片波晶片简称波片可用来改变或检验光的偏振情况。
当自然光沿一轴晶光轴入射时不发生双折射现象。
如果垂直于晶体光轴入射时产生的o光和e光仍沿原入射方向传播但传播速度和折射率不同且传播速度相差最大。
如果在平行于一轴晶光轴方向上切下一薄片这时晶片表面与光轴平持这样制得的晶片叫波晶片。
偏振光的原理与应用
偏振光的原理与应用1. 偏振光的介绍偏振光是指电磁波在传播过程中，电场矢量只沿着特定方向振动的光波。
通常情况下，光波中的电场矢量在垂直于传播方向的平面内振动，这个平面就是偏振光的偏振面。
偏振光具有独特的光学性质，因此在许多领域中得到广泛的应用。
2. 偏振光的产生偏振光可以通过以下方式产生：•自然光偏振：自然光通过反射、折射、散射等过程产生偏振光。
其中，反射产生的偏振光是部分偏振光，而折射和散射产生的偏振光是线偏振光。
•偏振片：偏振片是一种能够选择性通过某个方向振动的光波的光学元件。
通过使用偏振片，可以将自然光转换为线偏振光。
•波片：波片是一种能够改变光波偏振状态的光学元件。
通过旋转或改变波片的厚度，可以改变光波的偏振状态。
3. 偏振光的分类根据偏振光振动方向的变化方式，偏振光可以分为以下几种类型：•线偏振光：电场矢量沿着一条直线振动的偏振光，可以分为水平方向和垂直方向的线偏振光。
•圆偏振光：电场矢量在传播过程中形成一个闭合的椭圆轨迹，包括左旋圆偏振光和右旋圆偏振光。
•椭偏振光：电场矢量沿着一个椭圆振动的偏振光，包括长轴方向和短轴方向的椭偏振光。
4. 偏振光的应用由于偏振光具有特殊的光学性质，因此在许多领域中得到了广泛的应用。
4.1 偏振光在光学成像中的应用•3D成像：通过使用偏振光，可以获取物体的深度信息，实现三维成像。
•高对比度成像：偏振光可以减少光线受到的散射和反射干扰，提高图像的对比度。
•偏振显微镜：偏振显微镜利用偏振光的传播规律，可以观察和研究样品中的晶体结构、纤维方向等细节信息。
4.2 偏振光在光电子器件中的应用•液晶显示屏：液晶显示屏利用偏振片和液晶分子的相互作用，可以控制光的通过和阻隔，实现图像和文字的显示。
•偏光器：偏光器可以选择性地通过或阻隔特定方向振动的光波，常用于摄影、测量和实验装置中。
4.3 偏振光在光通信中的应用•光纤通信：在光纤通信系统中，使用偏振保持器和偏振控制器来保持光信号的稳定性和传输质量。
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【产品说明】：
偏振镜的作用是消除有害的反射光，比如从水面或玻璃等光泽表面反射的光线，提高影像的清晰度和表现力，增加色彩饱和度，比如它能使蓝天、绿叶、山脊和建筑物等的色彩更加鲜艳。
最主要的一点是，用偏振镜所创造的效果是不能用PS再现的，而其他滤镜，如减光镜、灰度镜、柔焦镜、雾化镜、以及各种有色滤镜等的效果通过后期的电脑处理基本都可以实现。
虽然偏振镜只是作为可选的滤镜，但对喜欢风光摄影或者对摄影创作感兴趣的朋友还是不可或缺的。
偏振镜中最常见的是一般外装型线偏振镜(PL)与圆偏振镜(CPL)。
偏振镜一般由两部份组成，后部带有螺纹与摄像机相连，前端有滤镜部份可以旋转，通过改变旋转的角度来减少偏振光的通过。
其工作原理可简单理解为：被摄物反射光中的自然光与偏振光在进入镜头前，在PL的作用下，有害偏振光被“滤除”，自然光部份通过并被“改造”为偏振光，进入镜头的光线实际为偏振光；反射光在CPL的作用下，偏振光被“滤除”，自然光部份通过并被改变为偏振光，然后偏振光再“圆周旋转”一下，“摇身一变”又成为自然光，进入镜头的光线实际为自然光。
所以，CPL要比PL更复杂一些，这也是二者价格差异较大的主要原因。
偏振镜具体调节方法如下：把偏振镜直接安装在摄影机镜头前端，一边徐徐旋转偏振镜，一边通过液晶显示屏或取景器观察被摄景物中的偏振光源，直至其消失或减弱到预期效果时为止；也可将偏振镜先直接放在眼前，边取景边旋转偏振镜，直至偏振光消失或减弱到预期大小为止。
然后在偏振镜方位保持不变(即偏振镜边缘上的标志所指示的方向保持不变)的前提下，将偏振镜平移，套在摄影镜头前端。
此后摄像机不可随意改变拍摄方位，否则必须重新调整偏振镜的偏振方向。
偏振镜原理、用途全面剖析
偏振镜原理用途全面剖析
随着一些专业数码相机的普及，大家越来越关注滤镜的使用，最简单的就属UV镜了，它的作用是滤除紫外线（但现在大家都用它来保护镜头了）。
而偏振镜，很多新手却不敢涉及，总是感觉它太玄、难用。
其实，偏振镜原理不复杂，使用也很简单，是最有用的滤镜之一，下面就让我对偏振镜做一个比较全面的介绍。
一、原理
在高中我们学过，光是一种电磁波，是由与传播方向垂直的电场和磁场交替转换的振动形成的。
这种振动方向与传播方向垂直的波我们称之为横波。
声波是靠空气或别的媒质前后压缩振动传播的，它的振动方向与传播相同，这类波我们称之为纵波。
横波有一个特性，就是它的振动是有极性的。
在与传播方向垂直的平面上，它可以向任一方向振动。
我们一般把光波电场振动方向作为光振动方向。
如果一束光线都在同一方向上振动，我们就称它们是偏振光，或严格一点，称为完全偏振光。
一般的自然光在各个方向振动
是均匀分布的，是非偏振光。
但是，光滑的非金属表面在一定角度下(称为布儒斯特角，与物质的折射率有关)反射形成的眩光是偏振光。
偏离了这个角度，就会有部分非偏振光混杂在偏振光里。
我们称这种光线为部分偏振光。
部分偏振光是有程度的。
偏离的角度越大，偏振光的成分越少，最终成为非偏振光。
有了偏振光，有时会给我们照相带来不利，。
玻璃表面的反射光，使我们拍摄不到玻璃橱窗里面的东西，水面的反射光使我们拍摄不到水中的鱼，树叶表面的反射光使树叶变成白色，等等。
晴空的蓝天在与太阳方向成90度的垂直方向散射的也是偏振光，它使蓝天变的不那么幽深。
这时，我们就需要用到偏振镜。
偏振光原理图
非偏振光原理图
线偏振镜一般用经碘浸染等加工过的聚乙烯醇膜，胶合在二片平板光学玻璃之间制成。
它能让与其偏振方向同向的线偏振光通过约80%，而令与其偏振方向垂直振动的线偏振光透过不足1%。
通过偏振镜，可以基本消除这些偏振光，许多照片就会显得颜色更加饱和，画面更加清晰。
二偏振镜使用方法及注意事项
偏振镜的安装如图，可以直接旋到UV镜上，如果产生暗角（这种现象在超广角镜头上尤为明显，是由于镜片比较后的缘故），可以把UV摘掉，然后再把PL旋上。
偏振镜的具体调节方法如下：把偏振镜直接安装在单反相机或者普通DC的镜头前端，边徐徐旋转偏振镜的调节环，边通过取景窗（普通DC必须使用LCD观察，不能用光学取景器观察）观察被摄景物中的偏振光源，直至其消失或减弱到预期效果时为止。
如果相机不具备转接环，无法安装偏振镜，或者是只能旁轴取景，可以把偏振镜先放在眼前，边取景边旋转偏振镜调节环，直至偏振光消失或减弱到预期大小，然后在调节环方位保持不变(即令调节环上的标志所指示的方向保持不变)的前提下，将偏振镜平移至套在相机的镜头前端。
此后照相机不可随意改变拍摄方位，否则需重新调整偏振镜的偏振方向了。
另外要注意的是：使用偏振镜时，由于需要转动滤镜，不宜使用遮光罩（很显然的问题）；应当尽量把相机放在阴影中拍摄。
三偏振镜应用示例
上面说了这么多偏振镜的原理以及其他方面的知识，相信大家最关心的还是它使用问题了，下面，笔者用松下FZ10相机进行测试，使用的偏振镜是SUNPAK PL镜。
每个例子中第一张为未加偏振镜，第二张未加偏振镜进行偏振后的效果。
1 、将天空变蓝
具体拍摄方法是：让镜头的方向与阳光射入的方向成90度角，这时可以将偏振光压到最小，得到的效果非常明显。
不过，照片中出现了暗角，这是因为我实在UV镜的基础上继续旋上了一个PL，导致镜桶长度增加太多，出现的暗角，如果去掉UV镜，那么这个暗角就没有了。
2 、消去其他物体的反光
这里以一个塑料饭盒和一本杂志做例子，主要是为了说明问题，实际拍摄时遇到这种情况并不是很多，但这种例子非常有代表性，所以以此进行对比。
偏振后的效果非常好看。
3 、透过玻璃拍摄
这个特功能还是比较实用的，我们拿着DC出去，经常喜欢随走随拍，尤其是mm，遇到橱窗里的靓衫总不免要眼红一番，这是就可以用DC拍下来，不过，如果没有偏振镜，得到的效果常常象第一张图那样，根本看不到里面的东西，只有加装了偏振镜后，才能将里面的东西拍的一清二楚。
4 、消除水面反光
我们在水池边拍摄时，无论是拍摄水面的莲花、荷叶还是水下的金鱼，反光都是一个很讨厌的东西，它使得画面高光部分凸出，抢了画面主体的风头，如果加装了偏振镜，效果就好很多了。
由于环境所限，只好用水盆里的水代替，但实际使用中效果和它差不多：偏振后反光几乎没有，可以清晰的看到水底。
5 、消除植物表面的反光
我们用DC微距拍摄植物或者小花时，经常会遇到树叶反光的困扰，影响了画面的和谐，下面两组照片中第一组效果非常明显，偏振以后，因为滤掉了偏振光，不但画面的色彩更加浓郁，树叶本身也更加通透。
6 、减光
虽然这与偏振镜的原理毫不相干，但由于加上它会减少1档曝光量，我们就可以把它作为一个减光镜来使用。
由于DC的最小光圈多数都是F8，有些需要慢速快门时，这个参数就捉襟见肘了，这是PL镜就会派上用场。
这个瀑布是我用柯达DX7590照的，当时大概5点半，天还没有全黑，如果不加偏振镜，即使最小光圈，也需要3秒的曝光量，照出来后水流还是不够细腻，这是，我用M档，把曝光时间调到了5秒，在7590对好焦后，把我的FZ10的72mm口径的PL镜放在了镜头前，哈哈，效果就非常理想了。
使用CPL后，反光消除。