偏振光导航传感器ppt课件
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第30讲-光的偏振PPT课件
迎着光线看
光矢量顺时针旋转─右旋光； 光矢量逆时针旋转─左旋光；
右旋圆 偏振光
.
左旋椭圆 偏振光
11
椭圆偏振光和圆偏振光都属于完全偏振光。
.
12
14.2 起偏和检偏
自然光不是偏振的，那么我们如何获得偏振光呢？
这完全类似于曾经遇到过的问题，自然光不是 相干光，如何用人工方法获得相干光？
一、 起偏器
可以看成是自然光和线偏振 光的混合。
如果在垂直于光传播方向的平面内各方向都有 光振动，但是各方向的振幅大小不同，存在一个占 优势的振动方向，我们把这种光称为部分偏振光。
部分偏振光的表示法：
··
·· ····
平行板面的
垂直板面的
光振动较强
光振动较强
.
9
4.椭圆和圆偏振光
除了以上光的三类基本偏振状态之外，还有一 种完全偏振光叫做椭圆偏振光。
为解决这个问题，阿喇果在1812 年发明了平板堆起偏器。
这种器件在可见光区用玻璃板制
作，在红外区用氯化银板，在紫外区
用石英或者是石英玻璃。用十片左右
的显微镜载玻片，就可以做成一个粗
糙的玻璃片堆。
.
40
• • • • • • i0
• • • •• •• • •
0
i0
•
•
•
• • •• •
n1
n2
•
玻璃片堆 (约15层)
14
2. 二向色性晶体起偏器
二向色性起偏器本身在物理上是各向异性的， 这种各向异性是不对称的根源，使它表现出对一个 电场分量产生强烈的不对称吸收（或选择吸收）， 而对另一个分量却基本透明。这就是广义的二向色 性。
有一些天然材料，由于它们的晶体结构的各向 异性，本身表现出二向色性─沿晶体的不同方向光 学性质不同，并且与波长有关。因而这种晶体看上 去是带色的，垂直于光轴看是绿色的，沿着光轴方 向看差不多是黑色的。（二向色性这个词的来源意 味着两种颜色）
光矢量顺时针旋转─右旋光； 光矢量逆时针旋转─左旋光；
右旋圆 偏振光
.
左旋椭圆 偏振光
11
椭圆偏振光和圆偏振光都属于完全偏振光。
.
12
14.2 起偏和检偏
自然光不是偏振的，那么我们如何获得偏振光呢？
这完全类似于曾经遇到过的问题，自然光不是 相干光，如何用人工方法获得相干光？
一、 起偏器
可以看成是自然光和线偏振 光的混合。
如果在垂直于光传播方向的平面内各方向都有 光振动，但是各方向的振幅大小不同，存在一个占 优势的振动方向，我们把这种光称为部分偏振光。
部分偏振光的表示法：
··
·· ····
平行板面的
垂直板面的
光振动较强
光振动较强
.
9
4.椭圆和圆偏振光
除了以上光的三类基本偏振状态之外，还有一 种完全偏振光叫做椭圆偏振光。
为解决这个问题，阿喇果在1812 年发明了平板堆起偏器。
这种器件在可见光区用玻璃板制
作，在红外区用氯化银板，在紫外区
用石英或者是石英玻璃。用十片左右
的显微镜载玻片，就可以做成一个粗
糙的玻璃片堆。
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40
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0
i0
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n1
n2
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玻璃片堆 (约15层)
14
2. 二向色性晶体起偏器
二向色性起偏器本身在物理上是各向异性的， 这种各向异性是不对称的根源，使它表现出对一个 电场分量产生强烈的不对称吸收（或选择吸收）， 而对另一个分量却基本透明。这就是广义的二向色 性。
有一些天然材料，由于它们的晶体结构的各向 异性，本身表现出二向色性─沿晶体的不同方向光 学性质不同，并且与波长有关。因而这种晶体看上 去是带色的，垂直于光轴看是绿色的，沿着光轴方 向看差不多是黑色的。（二向色性这个词的来源意 味着两种颜色）
光学(第六章--偏振)2PPT课件
能够形成这样功能的材料有天然的（比如晶体）和人工制造的。
一种人造偏振片原理是，将聚氯乙烯薄膜沿一个方向拉伸，然后在 碘的溶液中浸泡，干燥后就可以成为偏振片。
光 轴
偏振片中可以透过电矢量的方向称做偏振片的光轴。
光
学
第六章 偏 振
第一节 光的五种偏振态
3．五种偏振光入射到偏振片后出射光情况
线偏振光：设入射光的振动方程为 EAcost
对于部分偏振光，定义偏振度的概念：
P IMAX IMIN IMAX IMIN
自然光：当自然光入射到偏振片上时，随着偏振片旋转，出射光的光强 不发生变化，与圆偏振光相似。
可以证明，出射光强是入射光强的一半：
I
1 2
I0
光
学
第六章 偏 振 第二节 光在电介质表面折射和反射
本节要讨论的问题是 ➢ 光在电介质表面折射和反射的电磁学本质 ➢ 光在电介质表面折射和反射时能量的传递 ➢ 光在电介质表面折射和反射时偏振的变化 ➢ 光在电介质表面折射和反射时位相的变化
光
学
第六章 偏 振 第二节 光在电介质表面折射和反射
1. 菲涅耳反射、折射公式
设一光波从折射率为n1的介质入射
到折射率为n2的介质，考察光波经界 面反射、折射后，光波的的电磁矢量在
P1
P1’
界面处的比例。
因为光波是横波，所以光波的电磁
n1
矢量垂直于传播方向，处在与光波垂
直的平面P内。
o
在P平面内的电矢量总可以分解
入射光强为 I A2 I0
设偏振方向与偏振片光轴方向夹角为
，则出射的偏振光振动方程为
E A c o sc o st
偏振方向与偏振片光轴一致
光轴方向
一种人造偏振片原理是，将聚氯乙烯薄膜沿一个方向拉伸，然后在 碘的溶液中浸泡，干燥后就可以成为偏振片。
光 轴
偏振片中可以透过电矢量的方向称做偏振片的光轴。
光
学
第六章 偏 振
第一节 光的五种偏振态
3．五种偏振光入射到偏振片后出射光情况
线偏振光：设入射光的振动方程为 EAcost
对于部分偏振光，定义偏振度的概念：
P IMAX IMIN IMAX IMIN
自然光：当自然光入射到偏振片上时，随着偏振片旋转，出射光的光强 不发生变化，与圆偏振光相似。
可以证明，出射光强是入射光强的一半：
I
1 2
I0
光
学
第六章 偏 振 第二节 光在电介质表面折射和反射
本节要讨论的问题是 ➢ 光在电介质表面折射和反射的电磁学本质 ➢ 光在电介质表面折射和反射时能量的传递 ➢ 光在电介质表面折射和反射时偏振的变化 ➢ 光在电介质表面折射和反射时位相的变化
光
学
第六章 偏 振 第二节 光在电介质表面折射和反射
1. 菲涅耳反射、折射公式
设一光波从折射率为n1的介质入射
到折射率为n2的介质，考察光波经界 面反射、折射后，光波的的电磁矢量在
P1
P1’
界面处的比例。
因为光波是横波，所以光波的电磁
n1
矢量垂直于传播方向，处在与光波垂
直的平面P内。
o
在P平面内的电矢量总可以分解
入射光强为 I A2 I0
设偏振方向与偏振片光轴方向夹角为
，则出射的偏振光振动方程为
E A c o sc o st
偏振方向与偏振片光轴一致
光轴方向
第十三章 光偏振-PPT课件
解 设两束单色自然光的强度分别为 I10 和 I 20 .
经过起偏器后光强分别为 I 10 和 I 20 22
.
经过检偏器后 I1I210co2s30
I2
I20co2s60 2
I1I2 II1 20 0c co o2 23 6ss0 01 3
三、布儒斯特定律
ii
n1
空气
n2
c ── 溶液的浓度
“量糖计”
旋光现象
三、旋光物质的分类
1、右旋物质：面对着光源观察，使光振动面的旋转 为顺时针的旋光物质。（如葡萄糖）
2、左旋物质：面对着光源观察，使光振动面的旋转 为逆时针的旋光物质。（如果糖）
谢谢！
第三节、光的偏振
E
B
①E、B都垂直于传播方向x(是横波)，且互相垂直，
②电磁波在真空中以光速传播。 1、光矢量
引起感光作用和生理作用的主要是E矢量，常用E代表光 波的振动方向，把E矢量称为光矢量。
光的波动性 光波是横波
机械横波与纵波的区别
光的干涉、衍射 . 光的偏振 .
机 械 波 穿 过 狭 缝
i0
四、光的双折射
一 双折射的寻常光和非寻常光
折射定律
i
双折射现象
方解石晶体
n
玻璃
sin i n 恒量
sin
波 动动光光学学
光通过双折射晶体
寻常光线（o光）(ordinary rays)
服从折射定律的光线 非常光线（e光）(extraordinray rays)
不服从折射定律的光线 （一般情况，非常光线不在入射面内）
偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片。
偏振化方向：当自然光照射在偏振片上时，它只 让某一特定方向的光通过，这个方向叫此偏振片的 偏振化方向。
偏光检测技术PPT课件
平面内沿单一方向振动的光
线偏振光表示法
叫线偏振光 （也称平面偏振光）。
• • • •
.
4
3.部分线偏振光
完全偏振光和自然光是两种极端情形，介于二者之 间的一般情形是部分偏振光。
x z 在纸面内的光振动较强 y
垂直纸面的光振动较强
部分偏振光及其表示法
部分偏振光可以看成自然光和线偏振光的混合。
.
5
椭圆偏振光,圆偏振光----同一方向传播的两列振动
法 拉 弟 发 现 ， 许多物质在磁 场的作用下可
Ｈ
使穿过它的平
面偏振光的偏
振方向旋转
（在光的传播
方向上加上强
磁场时）
d
.
42
利用法拉第效应测磁场 实验装置图
调制电压
起
起
偏
偏
器
器
恒定磁场
.
43
这样，为了获得更大的法拉弟效应，可以将放 在磁场中的法拉弟材料做成平行六面体，使通 光面对光线方向稍偏离垂直位置，并将两面镀 层反射膜，只留入口和出口，这样，若光束在 其间反射 N次后出射，则有效旋光厚度为 N ，
入射 电磁波
线栅起偏器
用偏振片起偏, 在忽略偏振片的吸收的情况下
y x
z z
出射光强
I
1 2
I0
.
10
二、检偏
用偏振器件分析、检验光束的偏振状态称“检偏”。 偏振片既可“起偏”又可“检偏”。
设入射光可能是自然光、线偏振光 或部分偏振光，如何用偏振片来区分它们？
P
以光线为轴转动P:
自然光 线偏振光
待检光
部分偏振光 ?
I
I 不变—？
I 变，有消光—？
高二物理竞赛课件：光的偏振(13张PPT)
偏振化方向 ： 当自然光照射在偏振片上 时，它只让某一特定方向的光通过，这个方 向叫此偏振片的偏振化方向 .
起 偏
I0
起偏器
1 2
I
0
偏振化方向
自然光通过旋转的检偏器，光强不变
自然光 I0
....
检偏器
.
光强不变I = I0 /2
Copyright SunTianyu All rights reserved Southeast Univ
光波是横波
光的偏振 .
机械横波与纵波的区别
机 械 波 穿 过 狭 缝
一 自然光 偏振光
自然光 ：一般光源发出的光，包含各
个方向的光矢量在所有可
能的方向上的振幅都相等 .
v
注意
二互相垂直
方向是任选的 .
各光矢量间无固定的 相位关系 .
E
符号表示
偏振光（线偏振光） 光振动只沿某一固定方向的光 .
E
v
偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片 .
六角形长 对角线方 向为光轴
E
自然光 入射
线偏振 光出射
1mm厚的电气石晶体 可把垂直于光轴振动 的光矢量全部吸收！
人造偏振片：透明聚乙 烯淳片，强烈吸收某一 方向上的光振动，透射 光成为线偏振光。
Copyright SunTianyu All rights reserved Southeast Univ
振动面
符号表示
部分偏振光 ：某一方向的光振动比与之 垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振 光.
符号表示
平行纸面内强 垂直纸面内强
圆偏振光和椭圆偏振光
椭圆（圆）偏振光： 光矢量绕着光的传播方向旋 转，其旋转角速度对应光的角频率；对着光的传播 方向看去, 光矢量端点的轨迹是一个椭圆(圆)。
工程光学讲稿(偏振)_PPT课件
验证马吕思定律的实验装置：
P1
Ecosq
q P2
光电接收器 (Photoelectric receiver)
检偏器 (Analyser)
自然光 (Natural light) 起偏器(Polarizer)
22
检 偏
起偏器
检偏器
23
自然光通过旋转的检偏器，光强不变
自然光
....
.
检偏器
24
自然光通过旋转的检偏器，光强不变
§15－1 偏振光概述
一、偏振光与自然光
普通光源发出的光、阳光都是自然光。由于原子发光的间歇性和无 规则性，使得普通光源发出的光的光矢量在垂直于传播方向的平面内 以极快的速度取0～360°内的一切可能的方向，且没有哪一个方向占 有优势。具有上述特性的光，称为自然光。各个方向上光振动振幅相
同的光，称为自然光。可用两个振动方向垂直的、强度相等的、位相 关系不确定的光矢量表示。
可以利用玻璃片来获得线偏振光，只用一片玻璃的缺点： 以布儒斯特角入射时，反射光虽为线偏振光，但强度 太小 透射光的强度虽大，但偏振度太小
为解决这个矛盾，让光通过由多片玻璃叠合而成的倾斜 的片堆，并使入射角等于布儒斯特角，经过多次的反射 和折射，既能获得较高的偏振度，光的强度也比较大。
9
• ••
1.0
•• • •• •
部分偏振光：偏振光 通过偏振片后，在转 动偏振片的过程中， 透射光强度发生变化。
18
5、马吕斯定律
马吕斯 ( Etienne Louis Malus 1775-1812 )
✓ 法国物理学家及军事工程师。出生于 巴黎 ✓ 1808年发现反射光的偏振，确定了偏 振光强度变化的规律 ✓ 1810年被选为巴黎科学院院士，曾获 得过伦敦皇家学会奖章 ✓ 1811年，他发现折射光的偏振