第七章 光的偏振与晶体光学基础
第七章： 光的偏振与晶体光学基础
第七章:光的偏振与晶体光学基础 ■电磁波是一种矢量波,大量的干涉和衍射 问题可以用标量近似处理。 然而本章所要讨论的偏振和双折射。却是 矢量波所特有的现象。不能再按标量处理 历史上,双折射的发现。曾经是光的横波 矢量波)特性的一个有力佐证
第七章：光的偏振与晶体光学基础 ◼ 电磁波是一种矢量波，大量的干涉和衍射 问题可以用标量近似处理。 ◼ 然而本章所要讨论的偏振和双折射。却是 矢量波所特有的现象。不能再按标量处理。 ◼ 历史上，双折射的发现。曾经是光的横波 （矢量波）特性的一个有力佐证
§7-1偏振光和自然光 偏振光和自然光的特点 ■由麦克斯韦理论知: ■光波是一种横波,即它的光矢量始终是与传 播方向垂直的。 koE=0k°B=0B=k×E 1线偏振光:光矢量的振动方向在传播过程 中(在自由空间中)保持不变,只是它的大 小在随位相改变,即为线偏振光。 12振动面:线偏振光的光矢量与传播方向组 成的面
§7－1偏振光和自然光 ◼一、偏振光和自然光的特点 ◼由麦克斯韦理论知： ◼光波是一种横波，即它的光矢量始终是与传 播方向垂直的。 ◼1.线偏振光：光矢量的振动方向在传播过程 中（在自由空间中）保持不变，只是它的大 小在随位相改变，即为线偏振光。 ◼2.振动面：线偏振光的光矢量与传播方向组 成的面。 • = 0 → → k E • = 0 → → k B B k E → → → = 1
§7-1偏振光和自然光 3圆偏振光:在传播过程中光矢量的大小不 变,而方向绕传播轴均匀地转动,端点的轨 迹是一个圆 14椭圆偏振光:光矢量的大小和方向在传播 过程中都有规律地变化,光矢量的端点沿着 个椭圆轨迹转动 5自然光:具有一切可能的振动方向的许多 光波的总和,这些振动同时存在或迅速且无 规则地互相替代。无优势振动方向
§7－1偏振光和自然光 ◼3.圆偏振光：在传播过程中光矢量的大小不 变，而方向绕传播轴均匀地转动，端点的轨 迹是一个圆。 ◼4.椭圆偏振光：光矢量的大小和方向在传播 过程中都有规律地变化，光矢量的端点沿着 一个椭圆轨迹转动。 ◼5.自然光：具有一切可能的振动方向的许多 光波的总和，这些振动同时存在或迅速且无 规则地互相替代。无优势振动方向
§7-1偏振光和自然光 ■6.部分偏振光:自然光在传播过程中,若受 到外界的作用造成各个振动方向上的强度 不等,使某一方向振动比其它方向占优势 即为部分偏振光。它可看成是由自然光和 线偏振光混合而成。 ■7偏振度:线偏振光在部分偏振光总强度中 所占的比例: P max min 1,mx+ min ■显然:自然光→P=0线偏光→P=1 其 0<P<1
§7－1偏振光和自然光 ◼ 6.部分偏振光：自然光在传播过程中，若受 到外界的作用造成各个振动方向上的强度 不等，使某一方向振动比其它方向占优势， 即为部分偏振光。它可看成是由自然光和 线偏振光混合而成。 ◼ 7.偏振度：线偏振光在部分偏振光总强度中 所占的比例： ◼ 显然：自然光 → P=0 线偏光→ P＝1 ◼ 其它 0＜P＜1 max min max min I I I I I I P t P + − = =