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1、上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出偏振光干涉装置Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出偏振光干涉的分析偏振光干涉的分析1. 1. 振幅关系振幅关系P2P1CA1AeAoA2oA2e 通过通过P2 2 后，两束光的振动方向平行，振幅为后，两束光的振动方向平行，振幅为上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出通过晶体通过晶体C
2、C后的两束光是相干光，相位差为后的两束光是相干光，相位差为此两束光合成为一束椭圆偏振光。通过此两束光合成为一束椭圆偏振光。通过P2 2 后相位差为后相位差为2.2.相位关系相位关系 相长干涉相长干涉 相消干涉相消干涉上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 若为单色光入射若为单色光入射，且晶片且晶片d不均匀，则屏上出不均匀，则屏上出 现等厚干涉条纹。现等厚干涉条纹。 若为白光入射，有三种情况：若为白光入射，有三种情况： 如晶片如晶片d 均匀，屏上由于某种颜色干涉相消，均匀，屏上由于某种颜色干涉相消，而呈现它的互补色，这叫（显）色偏振。而呈现它的互补色，这叫（
3、显）色偏振。 如晶片如晶片d不均匀，则屏上出现彩色条纹。不均匀，则屏上出现彩色条纹。如红色相消如红色相消绿色；蓝色相消绿色；蓝色相消黄色。黄色。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 例题例题12-21 如图所示，偏振片如图所示，偏振片P1和和P2 2相互正交，相互正交，当入射于偏振片当入射于偏振片P2 2的偏振光已是椭圆偏振光时，在的偏振光已是椭圆偏振光时，在视场视场E处的振幅如何？如果处的振幅如何？如果P2 2和和P1 1不相正交，则又不相正交，则又如何？如何？d晶片晶片C 偏振片偏振片P2 单色单色自然光自然光偏振片偏振片P1偏振化方向偏振化方向光轴
4、方向光轴方向偏振化方向偏振化方向E上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出解：解：按题意按题意它代表振幅为它代表振幅为A2e和和A2o两相干线偏振光之间的相两相干线偏振光之间的相位差，按同方向振幅的叠加，得合振幅为位差，按同方向振幅的叠加，得合振幅为 当偏振片当偏振片 P1和和P2相互正交相互正交，上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 由此可知，把偏振片由此可知，把偏振片P2旋转一周再观察透射旋转一周再观察透射光时，我们将看到透射光强连续变化，但光强为光时，我们将看到透射光强连续变化，但光强为零的位置并不可能出现。零的
5、位置并不可能出现。因为因为所以所以 如果如果P1 1和和P2 2不正交，设这时不正交，设这时P2 2和晶片和晶片C光轴光轴间的夹角为间的夹角为上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 以人为（外界）条件使某些非晶体变成各向以人为（外界）条件使某些非晶体变成各向异性，从而显示出双折射性质，称异性，从而显示出双折射性质，称人为双折射人为双折射。应力应力各向异性各向异性v各向不同各向不同n各向不同各向不同P1P2 dS干涉干涉有机玻璃有机玻璃CFF在一定应力范围内：在一定应力范围内：二、人为双折射二、人为双折射1.光弹性效应光弹性效应上页上页 下页下页 返回返回
6、退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出经经人为双折射产生的人为双折射产生的e光与光与o光的位相差为光的位相差为各处各处 不同不同各处各处 不同不同出现干涉条纹出现干涉条纹 变变 变变干涉情况变干涉情况变上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 各向同性介质在外电场作用下变为各各向同性介质在外电场作用下变为各向异性而产生双折射，称为克尔效应；各向异向异性而产生双折射，称为克尔效应；各向异性介质在外电场作用下要改变原有的双折射性性介质在外电场作用下要改变原有的双折射性质，称为质，称为泡克尔斯效应；泡克尔斯效应；这两种现象都称为电这两种现象都称为电光效应，
7、也叫电致双折射效应。光效应，也叫电致双折射效应。2.电光效应电光效应上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出光轴平行于外电场光轴平行于外电场 P2 2有透射光有透射光克尔效应克尔效应 (1875 (1875年年) ) 不加电场不加电场液体各向同性液体各向同性P2 2无透射光无透射光 加电场加电场液体呈单轴双折射晶体性质，其液体呈单轴双折射晶体性质，其l+-45 45 P1P2克尔盒克尔盒d上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 当当 时时，克尔盒相当于一个半波片，克尔盒相当于一个半波片， P P2 2透透光最强光最强。二
8、次电光效应二次电光效应其中其中 E 电场强度电场强度， k 克尔常数。克尔常数。克尔效应引起的克尔效应引起的e光与光与o光的相位差为光的相位差为克尔效应引起的克尔效应引起的e光与光与o光的光程差为光的光程差为上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出若若l = 3 cm, d = 0.8 cm, 入射光为入射光为= 600 nm的黄的黄光，则可得发生光，则可得发生 k= 时的电压为：时的电压为：克尔盒的应用克尔盒的应用: : 高速电光开关，电光调制器。高速电光开关，电光调制器。硝基苯溶液的克尔常数为硝基苯溶液的克尔常数为克尔盒的缺点克尔盒的缺点: : 所用液体
9、常有剧毒，易爆炸。所用液体常有剧毒，易爆炸。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出泡克尔斯效应泡克尔斯效应(1893(1893年年) )。泡克尔斯盒泡克尔斯盒电光晶体电光晶体+。-P1P2KK 不加电场不加电场 P2 2无透射光无透射光 加电场加电场晶体变双轴晶体晶体变双轴晶体原光轴方向附原光轴方向附 加了双折射效应加了双折射效应 P2 2有透射光有透射光上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出泡克尔斯效应引起的相位差：泡克尔斯效应引起的相位差： 线性电光效应线性电光效应其中其中 no oo 光在晶体中的折射率；光在晶体
10、中的折射率； V 电压；电压； r 电光常数。电光常数。 应用应用 : : 电光开关、电光调制器。电光开关、电光调制器。 如军用固体激光测距机。如军用固体激光测距机。 优点优点 ：响应时间短，外加电压低，克尔效应的：响应时间短，外加电压低，克尔效应的 十分之一十分之一。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出佛克脱效应：发生于蒸气中佛克脱效应：发生于蒸气中科顿科顿- -穆顿效应：发生于液体中穆顿效应：发生于液体中 o o光在真空中的波长；光在真空中的波长；H磁场强度；磁场强度；C常数。常数。 在外磁场作用下，某些非晶体也会显示出双在外磁场作用下，某些非晶体也
11、会显示出双折射性质，称折射性质，称人为磁致双折射效应人为磁致双折射效应。3.磁致双折射效应磁致双折射效应上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 选择进入下一节选择进入下一节 12-0 0 教学基本要求教学基本要求* *12-1 几何光学简介几何光学简介 12-2 光源光源 单色光单色光 相干光相干光 12-3 双缝干涉双缝干涉 12-4 光程与光程差光程与光程差 12-5 薄膜干涉薄膜干涉* *12-6 迈克耳孙干涉仪迈克耳孙干涉仪 12-7 光的衍射现象光的衍射现象 惠更斯惠更斯- -菲涅耳原理菲涅耳原理 12-8 单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 12-9 圆孔的夫琅禾费衍射圆孔的夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领光学仪器的分辨本领 12-10 光栅衍射光栅衍射* *12-11 X X射线的衍射射线的衍射 12-12 光的偏振状态光的偏振状态 12-13 起偏和检偏起偏和检偏 马吕斯定律马吕斯定律 12-14 反射和折射时光的偏振反射和折射时光的偏振* *12-15 光的双折射光的双折射* *12-16 偏振光的干涉偏振光的干涉 人为双折射人为双折射* *12-17 旋光性旋光性* *12-18 现代光学简介现代光学简介
