大学物理波动光学章节偏振光的干涉

(2) 波片厚度不等
出现干涉条纹。
石英劈尖的偏振光干涉（等厚条纹）
利用偏振光干涉看到的结冰过程
利用偏振光干涉看到的结冰过程
不同成熟度的棉纤维在偏振光显微镜下的图形
百度文库 四. 偏振状态的检验
第一步：用偏振片旋转 观察出射光强变化 将5种偏振态分成3组
• 线偏振光
•自然光 圆偏振光 •部分偏振光 椭圆偏振光
A 2 2 A A 222 o 2 1 2 AA 122 se in 2 2 22 A (1o 2 A ce o2 sc ) os
单色光入射，屏上光强均匀分布。转动元件，屏上光强改变。
白光入射，屏上出现彩色，转动偏振片或波片，光强、色
彩都变化。
白光照射时，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。
§14.14 偏振光的干涉
一. 典型装置 二. 线偏振光通过波晶片后的偏振状态 三. 相干区 干涉强度 四. 偏振状态的检验
一. 偏振光干涉典型实验装置
屏
光源
偏振片1
波晶片
偏振片2
• 两个正交的偏振片 • 波晶片 光轴平行于入射表面的晶体薄片 • 三个元件表面平行 自然光正入射
波晶片（光轴平行于表面且厚度均匀的晶体）
波晶片
偏振片2
Ⅰ区：线偏振光，强度
I
1 2 I0
Ⅱ区：两束线偏振光。其频率相同、
波晶片
传播方向相同，且同一点光 d
•
源发出的o光和e光不分开、
• •
振动方向相互垂直、光程差为
no ne d
三. 相干区 干涉强度
1. 相干光的振幅
AoA 1siθn
A12
1 2
I0
A1 P1
C
AeA 1coθs
Ao
椭圆偏振光 1 4 波片
(椭圆的长或者短轴 与晶片的光轴重合)
线偏振光 偏振片
光强有变化， 且有消光现象
第二步： 用四分之一波片区分圆偏振光和自然光 用四分之一波片区分椭圆偏振光和部分偏振光
各种偏振光经过1 4 波晶片,偏振片后的光强变化
自然光
1 4 波片
(以光线为轴转动)
自然光 偏振片 光强无变化
圆偏振光 1 4 波片
线偏振光
偏振片
光强有变化， 且有消光现象
部分偏振光 1
4 波片
部分偏振光
偏振片
光强有变化， 无消光现象
率相同，相位差恒定，满足干涉条件。
3. 叠加的光强
A 2 2 A 2 o 2 A 2 e 2 2 A o 2 A e 2 c os
1 2A 1 2si2n 2(1cos)
2 πdnoneπ2kπ — 干涉相长
2 π dn o n e π (2 k 1 )π— 干涉相消
讨论
1. 典型装置
••
偏振片1
波晶片
偏振片2
相干条件的实现：
相位差与装置的关系：
起偏器 保证两光有确定相位差
波晶片 保证从一次发光中分出 两束光，其光程差为 no ne d
检偏器 保证两光振动方向相同
P1 P2
2πdnone π
P1 // P2
2πdnone
2. 干涉现象
••
偏振片1 楔状波晶片体
偏振片2
(1) 波片厚度均匀
A o 2 A o co A 1 s sθ ic n θ os A e 2 A e sθ i n A 1 sθ ic n θ osAo 2
θ Ae
P2 Ae 2
2. 相干光的光程差
c 2πdnone 为投影引入的附加相位
c π 2 π dn o n e π
Ⅲ区： o 光和e 光经过偏振片2 后，振动方向平行，振动频
波晶片
d
• • •
e光 o光
线偏振光垂直入射波晶片 后，o 光, e 光传播速度不 同而产生了相位差。
出射 o 光 e 光的相位差为
2λπ(none)d
波晶片分类
no
ne
d(k1)
4
1 4 波片
no
ne
d(k1)
2
半波片
no ne dk
全波片
二. 线偏振光经过波晶片后偏振状态
，I0
Ⅰ
Ⅱ
••
?Ⅲ
偏振片1