第五章-光的偏振-D-波片

5.4光在晶体中的波面惠更斯假设：在晶体中从一个发光点发出的O光的波面是球面，e光的波面是旋转椭球面1振动方向垂直主平面（O光）ovovovC2振动方向平行主平面（e光）ovevv3沿光轴方向不发生双折射o、e光速度只有在光轴方向上才相等，球面与椭球面沿光轴方向相切，而垂直于光轴方向速度差别最大。COevv正晶体--负晶体--Oevv在晶体内一个点波源发光的波阵面：光轴正晶体（如石英）负晶体（如方解石）o光e光光轴4正晶体、负晶体4o、e光的波面o光和e光的传播速度与折射率假设方解石内有一单色点光源SO光波速在方解石内波面是球面各向相等光波速在光轴方向等于O光波速在其它方向大于O光波速在垂直光轴方向波速最大波面是椭圆回旋面回旋轴向为光轴方向(1)o光(主)折射率：oocnvo光速度与方向无关，no与方向也无关，是常数。5、单轴晶体的主折射率(2)e光主折射率：一般e光在晶体内传播速度与方向有关，不遵守折射定律空气晶体光轴ABCeee光沿垂直光轴方向传播时，e光传播方向与e波面垂直iiee光主折射率：eecnv意义：是正晶体内速度最小值（负晶体内最大值）。并满足：eveevcii21sinsin常量a.对于钠黄光,方解石晶体(负晶)的折射率:负晶中e光沿垂直于光轴的方向,折射率最小,速度最大.b.对于钠黄光,石英晶体(正晶)的折射率:正晶中e光沿垂直于光轴的方向,折射率最大,速度最小.1.486eecnv1.658oocnv光轴e(1)负晶Oeo⊙光轴O-xyz是方解石晶体内的三维坐标,o-xy观测到的垂直于光轴方向平面图。负晶(vove)中由观测椭球面得到的园半径等于椭圆的半短轴6.观测垂直于光轴方向的平面图ovtevte光轴eo(2)正晶(vove)⊙光轴e光波面图是长轴为vet,短轴为vot,在光轴方向上外切球面的椭球面.正晶中由观测椭球面得到的园半径等于椭圆的半长轴钠黄光在石英晶体内折射率:(1)作图法确定光在各向同性介质界面上的折射光方向.－、用惠更斯原理确定折射光传播方向5.5光在晶体中的传播方向二、用惠更斯作图法确定光在晶体中的传播方向方解石空气晶体（a）斜入射光轴在入射面内.光轴以Ac/no为半径作圆以o光波面半径为短轴,以Ac/ne作长轴,作椭圆i常用的有实际意义的特例平行光垂直入射晶体（1）光轴垂直晶体表面并平行于入射面（负晶）两折射线方向未变且传播速度相同，不发生双折射。（2）光轴平行晶体表面并平行于入射面（负晶）两折射线方向未变但传播速度不同，发生双折射。(3)光轴平行于晶体表面并垂直于入射面石英（正晶）空气石英光轴ooee两折射线方向未变但传播速度不同，发生双折射。波晶片传播方向相同但速度不同将单轴晶体切成的有一定厚度的晶体片，使其光轴平行于表面，叫做波片．当光垂直通过波片时，在波片内分解为o光e光（传播方向？），因在晶体内垂直于光轴传播，所以o光e光的传播速度不同，这样，传播到波片的后表面o光e光就有了附加的相位差．方解石波片波片产生的相位差与波片的d,no和ne有关．()oennd光程差作用：使两个振动方向相互垂直的光产生位相延迟，达到改变偏振态的目的。(1)波长片(或片)当即时,称为波长片.当即时,称为二分之一波片.(2)二分之一波片(或/2片))cos()cos(tAEtAEeeoo……..（1）δ=(2k+1)π时，即相当于λ/2波片时，得ooeeEAAE…….（2）线偏振光经过λ/2波片后，虽然仍是线偏振光，不过振动方向改变。如图所示2由公式和图可知，线偏振光经过λ/2波片后仍然为线偏振光，但是其振动面转过了“=45度时，振动面转过了90度。”，当垂直入射，线偏振光的振动方向和光轴之间夹角：45度(3)四分之一波片(或/4片)时,称为四分之一波长片.说明：同一种波片可以有不同的厚度.此外,波片的厚度还与波长有关.δ=（2k+1）π/2时，即相当于λ/4波片时，（1）式可改写为)cos()sin(tAEtAEeeoo…….（2）消去t得：12222eeooAEAE…….（3）)cos()cos(tAEtAEeeoo……..（1）这是一个椭圆方程，说明线偏振光经过λ/4波片后变成了椭圆偏振光。若在θ＝45o，Ao＝Ae＝A，则（3）式变为:222'AEEeo…….(4)椭圆就退化为圆，为圆偏振光。入射角？：45度光在波片内被分解为o光和e光,经过波片后可以认为强度没有变化,但相位差发生变化,因此光过波片后可能要引起偏振态的变化.辨别光过波片偏振态变化的步骤是:(1)将入射光在波片的前表面分解为o光和e光,o光e光的振幅Eo,Ee和相位差0由入射光的偏振态来确定.(2)o光e光过波片后振幅不变,相位差变为0，其中no－ned，出射光的偏振态由Eo,Ee和相位差来确定．偏振片光轴eAoAcosAAesinAAo穿过d厚度后，o光和e光的光程差为dnneo)(例当=k时，轨迹为一条直线。此时椭圆偏振光退化为线偏振光当k时，轨迹为一椭圆位相差为dnneo)(2讨论：当=k+/2时，轨迹为正椭圆偏振光；若Ae=Ao,轨迹为圆偏振光,此时=450