什么是起偏?什么是检偏?起偏有哪些方法?

发布网友 发布时间：2024-10-24 12:37

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三、起偏器和检偏器 1．基本概念： 普通光源发出的是自然光，用于从自然光中获得偏振光的器件称为起偏器（Polarizer） 。 人的眼睛不能区分自然光与偏振光，用于鉴别光的偏振状态的器件称为检偏器（Analyzer） 。 常用的起偏器有：偏振片、尼科耳棱镜等。
  能作起偏器的也可以当作检偏器。 2．偏振片（Polaroid） ： 两向色性的有机晶体，如硫酸碘奎宁、电气石或聚乙烯醇薄膜在碘溶液中浸泡后，在高温下 拉伸、烘干，然后粘在两个玻璃片之间就形成了偏振片。它有一个特定的方向，只让平行与 该方向的振动通过，这一方向称为透振方向。
  ?是一种人工膜片， 其中有大量按一定规则排列的微小晶粒， 对不同方向的光振动有选择 吸收的性能，从而使膜片中有一个特殊的方向，当一束自然光射到膜片上时，与此方向垂直 的光振动分量完全被吸收，只让平行于该方向的光振动分量通过，从而获得线偏振光。
  利用 这个特性可以制成偏振片。 即只允许沿某一特定方向的光通过的光学器件，叫做偏振片。 这个特定的方向叫做偏振片的偏振化方向， 用“ ? ”表示。 3．起偏器 自然光通过偏振片后成为线偏振光， 线偏振 光的振动方向与偏振片的偏振化方向一致。 在这 里偏振片起着起偏器的作用。
   4．检偏器——用来检验某一束光是否偏振光。 方法：转动偏振片，观察透射光强度的变化： 自然光：透射光强度不发生变化 偏振光：透射光强度发生变化 偏振光通过偏振片后，在转动偏振片的过程中，透射光强度发生变化。在这里偏振片起 着检偏器的作用。 （1）线偏振光?检偏器旋转一周，光强两强两黑。
   （2）自然光 在光路中插入检偏器，屏上光强减半。检偏器旋 转，屏上亮暗无变化。 （3）部分偏振光?检偏器旋转一周，屏上光强经历两强两弱变化。 （4）圆偏振光 光矢量端点在垂直于光传播方向的截面内描绘出圆形轨迹。?检偏器旋转一周， 光强无变 化。
   （5）椭圆偏振光 光矢量端点在垂直于光传播方向的截面内描绘出椭圆轨迹。?检偏器旋转一周， 光强两强两弱。 四、马吕斯定律（Malus Law） ： 马吕斯 ( Etienne Louis Malus 1775-1812 )，法国物理学家及军事工程师。
  出 生于巴黎。 ? ? ? ? ? ? 1808 年发现反射光的偏振，确定了偏振光强度变化的规律； 1810 年被选为巴黎科学院院士，曾获得过伦敦皇家学会奖章。 1811 年，他发现折射光的偏振。 1．马吕斯定律的内容： 强度为 I0 的偏振光，通过检偏器后，透射光的强度（在不考虑吸收的情况下）为： I=I0 cos α 其中α 为检偏器的偏振化方向与入射偏振光的偏振化方向之间的夹角。
   2．解释： 如图所示，P1 为起偏器，P2 为检偏器，偏振片偏振化方向 MM’、NN’之间的夹角为 α， 自然光通过起偏器 P1 后，称为线偏振光，假设振幅为 A 0 ，可以分解为平行和垂直与 NN’的 两个分量 2 A//＝A0 c o ? s A? ? A0 s i n ??检偏器 P2 只允许平行于偏振化方向 NN’的光振动通过，因而透射光强为 2 2 I＝A?＝A0 c o 2 ? s 即 I＝I 0 c o 2 ? s 3．讨论： 1）当检偏器以入射光为轴转动时，透射光强度将有变化。
  ?起偏器与检偏器偏振化方向平行时：α =0 或α =π ，I=I0 ，透射光强度最大；起偏器与?检偏器偏振化方向垂直时：α =π /2 或α =3π /2，I=0，透射光强度最小；α 为其它角度时， 透射光的强度介于 0～I0 之间。 2）马吕斯定律是对偏振光的无吸收而言的，对于自然光并不成立。
  若是自然光 I0 ，通过偏 振片后，I＝I0 /2，偏振片在这里实际上起着起偏器的作用。 3）当两个偏振片互相垂直时，光振动沿第一个偏振片偏振化方向的线偏振光被第二个偏振 片完全吸收，出现所谓的消光现象（Extinction） 。 例题：自然光垂直射到互相垂直的两个偏振片上，若（1）透射光强为透射光最大光强的三 分之一；2） （ 透射光强为入射光强的三分之一； 则这两个偏振片的偏振化方向的夹角为多少？ 解：设自然光的光强为 I0 ，通过第一个偏振片以后，光强为 I0 /2，因此通过第二个偏振片后 的最大光强为 I0 /2。
  根据题意和马吕斯定律有 （1） I0 1 I0 0 cos2 ? ? ，解得 ?＝ ? 54 44? 2 3 2 I0 I cos2 ? ? 0 ，解得 ?＝ ? 35016 2 3 （2） 例题：光强的调制。在透振方向正交的起偏器 M 和检偏器 N 之间，插入一片以角速度 ω 旋 转的理想偏振片 P，入射自然光强为 I0，试求由系统出射的光强是多少？ 解：如图所示， A ? A0 / 2 sin ?t ? cos?t I ? ?I 0 / 2?sin 2 ?t ? cos2 ?t ? ?I 0 / 16??1 ? cos4?t ? ? ? ，可见当 ?t=00 ,900 ,1800 ,2700 时，输出光强为零。
  ?t=450 ,1350 ,2250 ,3150 时，输出光强为 I0 /8。 每旋转偏振片 P 一周，输出光强有“四明四暗”。