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45 晶体偏振器件晶体偏振器件 能够产生、检测偏振光或改变偏振光的偏振态能够产生、检测偏振光或改变偏振光的偏振态的晶体光学器件。的晶体光学器件。偏振片和玻片堆偏振片和玻片堆只能产生近似的线偏光，利用晶体偏振只能产生近似的线偏光，利用晶体偏振器件可获得高质量的线偏振光。器件可获得高质量的线偏振光。现今广泛使用现今广泛使用偏振片偏振片,获得的偏振光不够纯，强度也不大。获得的偏振光不够纯，强度也不大。比较：比较：一、偏振器件一、偏振器件(一)偏振起偏起偏棱镜作用：产生或检测偏振光（可自然光入射）格兰汤姆逊（格兰汤姆逊（Glan-Thompson）棱镜）棱镜格兰付科棱镜格兰付科棱镜（二）偏振分束棱镜渥拉斯顿棱镜渥拉斯顿棱镜洛匈棱镜洛匈棱镜二、相位延迟器件二、相位延迟器件作用：改变偏振态（偏振光入射）波片波片补偿器补偿器格兰汤姆逊（格兰汤姆逊（Glan-Thompson）棱镜）棱镜AAA光轴no(1.6584)n(1.55)ne(1.4864)对对o光，光，它由第一块棱镜进入树胶，是光密它由第一块棱镜进入树胶，是光密光疏，让其光疏，让其入射角临界角（约入射角临界角（约69），），在交界面全反射在交界面全反射,被涂层吸被涂层吸收，不能进入第二个棱镜收，不能进入第二个棱镜对对e光，光，由光由光疏疏光光密，它绝大部分可以通过密，它绝大部分可以通过光轴光轴光轴光轴垂直入射垂直入射AAA光轴ii孔径角的限制当入射光束不是平行光或平行光非正入射时格兰汤姆迅棱镜：加拿大树胶用空气代替格兰汤姆迅棱镜：加拿大树胶用空气代替AAa)AAb)格兰付科棱镜（格兰付科棱镜（Glan-foucault prism）空气1.渥拉斯顿棱镜（渥拉斯顿棱镜（Wollaston prism）：）：eonn（二）偏振分束棱镜（二）偏振分束棱镜ff0arcsinenntgfno(1.6548)ne(1.4864)原原O O光：光密光：光密光疏光疏 折射角入射角；折射角入射角；原原e光光:光光疏疏光光密密 折射角入射角折射角入射角 进入空气时进入空气时,都是由都是由光密光密光疏，进一光疏，进一步分开步分开洛匈棱镜（洛匈棱镜（Rochon prism）eonn材料：石英可得到一束方向不变的偏振光二、波片（二、波片（Wave plate,位相延迟器位相延迟器）作用：使两个振动方向相互垂直的光产生位相延迟。使两个振动方向相互垂直的光产生位相延迟。o光和e光通过波片时的光程差(Optical path difference)与位相差(Phase difference)：dnndnneoeo2d是波片厚度。制作：用单轴透明晶体做成的平行平板，光轴与表面平行。o o、e e光振幅关系：光振幅关系：sincosAAoAAe通过厚度为通过厚度为d d 的晶片，的晶片，o o、e e光产生相位差：光产生相位差：2eodnnydxA 线偏振光线偏振光光轴光轴AAoAe 光轴光轴PP出射出射光的组成光的组成：两束传播方向相同、振动方向相互两束传播方向相同、振动方向相互垂直、频率相等、有恒定相位差垂直、频率相等、有恒定相位差 的线偏振光的线偏振光.它们一般可以合成为它们一般可以合成为椭圆偏振光椭圆偏振光，特殊情况下可以，特殊情况下可以合成为合成为圆偏振光圆偏振光，线偏振光线偏振光。ydxA 线偏振光线偏振光光轴光轴快轴：称晶体中传播速度快的光矢量(Light vector)方向为快轴。慢轴：称晶体中传播速度慢的光矢量(Light vector)方向为慢轴。快轴和慢轴快轴和慢轴正晶：O光矢量方向为快轴负晶：e光矢量方向为快轴1(),242oenn dmm 对应的则称该波片是1/4波片，1/4波片的最小厚度：)(4mineonnd若1、/4波片波片(Quarter-wave plate)性质：1）线偏振光入射时，出射光为椭圆偏振光；与快慢轴都成 45度线偏振光入射，出射光为圆偏振光。2）圆和正椭圆偏振光入射时，出射光为线偏振光。O光和e光产生的光程差1(),(21)2oenn dmm 对应的称该晶片为二分之一波片。2、/2波片波片(Half-wave plate)性质：1）椭圆偏振光入射时，出射光仍为椭圆偏振光，只是旋向相反；2）线偏振光入射时，出射光仍为线偏振光。若入射的线偏振光与快（慢）轴夹角为，出射光的振动方向向着快（慢）轴转动了2。线偏振光通过半波片后光矢量的转动线偏振光通过半波片后光矢量的转动线偏振光通过半波片后光矢量的转动入射时Entrance快（慢）轴出射时(Exit)3、全波片、全波片(Full-wave plate),2oenn dmm 对应的性质：1）不改变入射光的偏振状态；2）只能增大光程差。椭圆偏振光与圆偏振光的检偏不变？为自然光变，有消光？为圆偏振光自 然 光圆 偏 振 光)()(线线自自4?片片PI(转转)?部分偏振光椭圆偏振光?（光轴平行于最大光强或最小光强的方向放置，光轴平行于最大光强或最小光强的方向放置，若是椭圆则就是正若是椭圆则就是正椭圆入射椭圆入射）变，无消光？为部分偏振光变，有消光？为椭圆偏振光)()(线线自自4片片PI(转转)七种偏振态的检验七种偏振态的检验把检偏器对着被检光旋转一周，若得到把检偏器对着被检光旋转一周，若得到两明两零两明两零 光强不变光强不变 两明两暗两明两暗线线偏偏振振光光在光路中插入在光路中插入1/4波片，波片，再旋转检偏器，若得再旋转检偏器，若得在光路中插入在光路中插入1/4波片波片,并使光轴与检并使光轴与检得的暗方位相重合得的暗方位相重合,再旋转检偏器再旋转检偏器,若若两明两明两零两零则为则为光强光强不变不变则为则为两明两明两暗两暗则为则为圆圆偏偏光光自自然然光光自加自加然圆然圆光偏光偏 光光椭椭圆圆偏偏光光自加自加然线然线光偏光偏 光光自椭自椭然圆然圆光偏光偏加光加光两明两明两零两零则为则为两明两暗两明两暗但暗程度但暗程度与前不同与前不同则为则为两明两暗两明两暗但暗方位但暗方位与未插入与未插入1/4波片时波片时相同则为相同则为三、补偿器三、补偿器(compensator)巴比涅（Babinet）补偿器d1d2入射光微量移动122oenndd
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