光的偏振

定義

光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)（polarization of light）：振(zhen)(zhen)動方(fang)向對(dui)于(yu)(yu)(yu)傳播方(fang)向的(de)(de)(de)不對(dui)稱(cheng)(cheng)性叫做偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)，它是(shi)橫波(bo)區別于(yu)(yu)(yu)其(qi)他縱波(bo)的(de)(de)(de)一(yi)個明顯的(de)(de)(de)標志。光(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)電矢量振(zhen)(zhen)動的(de)(de)(de)空間(jian)分布(bu)對(dui)于(yu)(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)傳播方(fang)向失去對(dui)稱(cheng)(cheng)性的(de)(de)(de)現象叫做光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)。只有橫波(bo)才能產生(sheng)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)現象，故光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)是(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)波(bo)動性的(de)(de)(de)又一(yi)例證。在垂直于(yu)(yu)(yu)傳播方(fang)向的(de)(de)(de)平面內，包含一(yi)切(qie)可能方(fang)向的(de)(de)(de)橫振(zhen)(zhen)動，且平均說來任一(yi)方(fang)向上具有相同的(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)幅(fu)，這種橫振(zhen)(zhen)動對(dui)稱(cheng)(cheng)于(yu)(yu)(yu)傳播方(fang)向的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)稱(cheng)(cheng)為自然光(guang)(guang)(guang)(guang)（非偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)）。凡其(qi)振(zhen)(zhen)動失去這種對(dui)稱(cheng)(cheng)性的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)統稱(cheng)(cheng)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)。

下面來說一說這幾種偏振光。

一、線偏振光

在光(guang)的傳播(bo)過程中，只包(bao)含(han)一(yi)種振動(dong)，其振動(dong)方向始終保持在光(guang)的偏(pian)振同一(yi)平(ping)面內，這種光(guang)稱為線偏(pian)振光(guang)（或平(ping)面偏(pian)振光(guang))。

線偏振(zhen)光與圓偏振(zhen)光對比

二、圓偏振光

旋轉電矢量端點描(miao)出(chu)圓軌(gui)跡的光(guang)稱(cheng)圓偏振(zhen)(zhen)光(guang)，是(shi)橢圓偏振(zhen)(zhen)光(guang)的特殊(shu)情(qing)形(xing)。在我們的觀察時間段中平均后(hou)，圓偏振(zhen)(zhen)光(guang)看上(shang)去是(shi)與自(zi)然(ran)光(guang)一樣的。但是(shi)圓偏振(zhen)(zhen)光(guang)的偏振(zhen)(zhen)方向(xiang)是(shi)按一定規律變化的，而自(zi)然(ran)光(guang)的偏振(zhen)(zhen)方向(xiang)變化是(shi)隨機(ji)的，沒有規律的。

三、橢圓偏振光

在光的(de)(de)(de)傳播過程中(zhong)，空間(jian)每個點(dian)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)矢(shi)量均(jun)以光線為軸作旋轉(zhuan)(zhuan)運動，且電(dian)(dian)矢(shi)量端點(dian)描出一個橢(tuo)圓(yuan)軌(gui)跡(ji)，這種光稱(cheng)為橢(tuo)圓(yuan)偏(pian)振(zhen)光。迎著光線方向看(kan)，凡(fan)電(dian)(dian)矢(shi)量順時針旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)稱(cheng)右旋橢(tuo)圓(yuan)偏(pian)振(zhen)光，凡(fan)逆時針旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)稱(cheng)左旋橢(tuo)圓(yuan)偏(pian)振(zhen)光。橢(tuo)圓(yuan)偏(pian)振(zhen)光中(zhong)的(de)(de)(de)旋轉(zhuan)(zhuan)電(dian)(dian)矢(shi)量是由兩個頻率(lv)相同、振(zhen)動方向互相垂直、有(you)固定相位(wei)差的(de)(de)(de)電(dian)(dian)矢(shi)量振(zhen)動合成的(de)(de)(de)結果(guo)。

四、部分偏振光

光波包(bao)含一(yi)切可能方(fang)向的(de)振動，但不(bu)同(tong)方(fang)向上(shang)的(de)振幅(fu)不(bu)等，在兩個互相垂(chui)直的(de)方(fang)向上(shang)振幅(fu)具有max值和min值，這種光稱為部分偏(pian)振光。自然光和部分偏(pian)振光實際上(shang)是(shi)由許多振動方(fang)向不(bu)同(tong)的(de)線偏(pian)振光組成(cheng)。

各種偏振光的獲得方式

線偏振光的獲得

1、反射產生線偏振光

使用的(de)方(fang)法(fa)(fa)就是大(da)家很熟悉的(de)布儒斯特定律。當入射光(guang)(guang)以某(mou)一角(jiao)度入射到透(tou)明介質中時，反射光(guang)(guang)為偏振(zhen)方(fang)向垂直于入射面(mian)的(de)偏振(zhen)光(guang)(guang)（s偏振(zhen)光(guang)(guang)），投射光(guang)(guang)線為部分偏振(zhen)光(guang)(guang)。通過(guo)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)(fa)我(wo)們就得到了s偏振(zhen)光(guang)(guang)。

s偏振光(guang)的獲(huo)得(de)

2、由折射產生線偏振光

如果想要偏振(zhen)方(fang)向平(ping)行于入射(she)面(mian)的偏振(zhen)光(guang)怎么辦(ban)呢？我們也(ye)有辦(ban)法！思(si)路就(jiu)是入射(she)光(guang)以布儒斯(si)特角日射(she)一(yi)堆平(ping)行放置的玻璃(li)片，在每(mei)一(yi)層(ceng)玻璃(li)片上(shang)都產生上(shang)面(mian)所說的現象，經過N層(ceng)玻璃(li)片之后(hou)，折射(she)光(guang)線中的s偏振(zhen)幾乎可(ke)以認為沒有了，只(zhi)留下p偏振(zhen)光(guang)。

3、由干涉產生線偏振光

由(you)玻(bo)片堆啟發我們把(ba)玻(bo)璃片換成(cheng)各(ge)種膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)，在等(deng)腰直(zhi)(zhi)角棱鏡(jing)(jing)的斜面(mian)上交替蒸(zheng)鍍高(gao)低折(zhe)射(she)率(lv)的膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層，設計膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)系(xi)(xi)使布儒斯(si)特角為45°，然后兩(liang)個等(deng)腰直(zhi)(zhi)角棱鏡(jing)(jing)膠(jiao)合，就變(bian)成(cheng)了偏(pian)振分光(guang)棱鏡(jing)(jing)（PBS）。入(ru)射(she)光(guang)垂(chui)直(zhi)(zhi)進入(ru)棱鏡(jing)(jing)，在各(ge)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層之間反復反射(she)和折(zhe)射(she)，并最后被分解成(cheng)兩(liang)束偏(pian)振相(xiang)互垂(chui)直(zhi)(zhi)的線偏(pian)光(guang)。看似和干涉沒什么關系(xi)(xi)，我們看反射(she)光(guang)，當精準控制膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)系(xi)(xi)的時候(hou)就會產生多光(guang)束干涉。

4、線柵起偏器中簡單的平行導線柵是由許多平行的金屬絲密排組成的平面結構。 

按照(zhao)電磁波的(de)(de)(de)(de)輻射理論 ,當非偏振(zhen)光(guang)入(ru)射其上時 ,電矢量(liang)沿導線(xian)方向的(de)(de)(de)(de)光(guang)波會被(bei)線(xian)柵(zha)吸收(shou) ,而(er)電矢量(liang)垂直(zhi)于(yu)線(xian)柵(zha)的(de)(de)(de)(de)光(guang)分量(liang)則能透過 ,因(yin)而(er)線(xian)柵(zha)透射光(guang)的(de)(de)(de)(de)電振(zhen)動矢量(liang)與柵(zha)格是(shi)垂直(zhi)的(de)(de)(de)(de)。線(xian)柵(zha)偏光(guang)鏡制造工藝(yi)是(shi)蒸發一束(shu)金原子(zi)如鋁原子(zi) ,以近(jin)掠入(ru)射角射到(dao)一個以硫(liu)化(hua)(hua)鋅(xin)或硒化(hua)(hua)鋅(xin)為基(ji)底的(de)(de)(de)(de)閃耀光(guang)柵(zha)上，此(ci)時金屬積聚在(zai)光(guang)柵(zha)的(de)(de)(de)(de)每 —個臺階的(de)(de)(de)(de)邊(bian)緣形(xing)成(cheng)很細(xi)的(de)(de)(de)(de)“導線(xian)”,如下(xia)圖所示 ,它們的(de)(de)(de)(de)間隔 d 小于(yu)一個波長。

另外還(huan)可用衍射(she)光(guang)(guang)柵(zha)或小(xiao)階梯光(guang)(guang)柵(zha)產生偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)。衍射(she)光(guang)(guang)柵(zha)反射(she)的(de)光(guang)(guang)是偏(pian)振(zhen)的(de) ,但是效應很微弱 ,并且與波長有(you)密切(qie)關系；而小(xiao)階梯光(guang)(guang)柵(zha)可產生明顯(xian)的(de)線偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)。

5、由散射產生線偏振光

如(ru)(ru)圖5所示，由光(guang)源(yuan)S射(she)(she)出的自然光(guang)通過(guo)盛水的器皿M，如(ru)(ru)果水經過(guo)仔細清潔(jie)處理，則從垂直光(guang)束(shu)的方(fang)向(xiang)觀(guan)察(cha)器皿，幾乎看不(bu)到(dao)光(guang)束(shu)，也(ye)就是原光(guang)束(shu)不(bu)向(xiang)旁(pang)方(fang)向(xiang)散(san)射(she)(she)。如(ru)(ru)果把少量肥皂水或牛奶滴到(dao)器皿里，就會產生(sheng)強(qiang)烈的散(san)射(she)(she)，從各個方(fang)向(xiang)看，光(guang)束(shu)都(dou)是明顯(xian)可見的，在與(yu)入射(she)(she)光(guang)垂直的方(fang)向(xiang)用檢偏器P進行(xing)觀(guan)察(cha)，可以發現散(san)射(she)(she)光(guang)是偏振(zhen)的。電場的振(zhen)動方(fang)向(xiang)垂直于入射(she)(she)光(guang)線與(yu)觀(guan)察(cha)方(fang)向(xiang)所形成的平面。

利用光(guang)的(de)(de)(de)強烈(lie)散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)或(huo)全(quan)反射(she)(she)(she)(she)而(er)產生的(de)(de)(de)偏振(zhen)可制造(zao)散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)型(xing)人(ren)造(zao)偏振(zhen)片，如圖6所示，它(ta)是由(you)二(er)片ZK3平玻(bo)璃片夾住一層硝酸鈉晶(jing)(jing)(jing)體而(er)成的(de)(de)(de)。產生偏振(zhen)的(de)(de)(de)原理:ZK3的(de)(de)(de)折射(she)(she)(she)(she)率(lv)n=1.5891，而(er)硝酸鈉晶(jing)(jing)(jing)體中尋常光(guang)的(de)(de)(de)折射(she)(she)(she)(she)率(lv)no=1.5854，非(fei)常光(guang)的(de)(de)(de)折射(she)(she)(she)(she)率(lv)ne=1.3369;這樣當自然(ran)(ran)光(guang)透過第一玻(bo)片進入晶(jing)(jing)(jing)體而(er)被分成e光(guang)與o光(guang)后，因(yin)ne比n小得多(duo)，故e光(guang)幾(ji)乎(hu)全(quan)部被晶(jing)(jing)(jing)體散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)或(huo)反射(she)(she)(she)(she)，它(ta)無(wu)法從晶(jing)(jing)(jing)體中射(she)(she)(she)(she)出。可是no與n近(jin)似相等，在(zai)晶(jing)(jing)(jing)體中幾(ji)乎(hu)不發(fa)生反射(she)(she)(she)(she)和散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)，因(yin)此自然(ran)(ran)光(guang)射(she)(she)(she)(she)入第一玻(bo)片及硝酸鈉晶(jing)(jing)(jing)體后，o光(guang)幾(ji)乎(hu)全(quan)部能(neng)從第二(er)玻(bo)片中射(she)(she)(she)(she)出。

6、由二向色性獲得線偏振光（人造偏振片）

如果某種物(wu)質有(you)(you)選(xuan)擇地(di)吸(xi)收通過它的(de)某一偏振(zhen)方向(xiang)的(de)光(guang)(guang)(guang)波，這種物(wu)質可認為是(shi)光(guang)(guang)(guang)學(xue)二向(xiang)色的(de)(或稱(cheng)雙色性物(wu)質)，許多礦物(wu)和有(you)(you)機(ji)化(hua)合物(wu)都(dou)具有(you)(you)二向(xiang)色性。對于o光(guang)(guang)(guang)和e光(guang)(guang)(guang)有(you)(you)不同吸(xi)收作用的(de)晶體稱(cheng)為二向(xiang)色晶體。例(li)如，電氣石(shi)能(neng)強烈吸(xi)收o光(guang)(guang)(guang)而很(hen)少吸(xi)收e光(guang)(guang)(guang)。因此自然光(guang)(guang)(guang)通過二向(xiang)色晶體后，出射光(guang)(guang)(guang)是(shi)線偏振(zhen)光(guang)(guang)(guang)。

在(zai)(zai)(zai)激光(guang)問世以前 ,二向色偏(pian)振(zhen)(zhen)器(qi)是(shi)應用(yong)廣的一(yi)(yi)(yi)類偏(pian)光(guang)器(qi)件(jian) ,除較早認識的偏(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)電氣石外均為(wei)人造偏(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian) ,如(ru)微晶型(xing)偏(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian) (J 片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)) 和(he)分(fen)(fen)子型(xing)偏(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian) ( H 片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)或(huo) K 片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)) 。 微晶型(xing)偏(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)是(shi)在(zai)(zai)(zai)透(tou)(tou)明(ming)的基片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)上蒸鍍(du)一(yi)(yi)(yi)層某(mou)種(zhong)晶粒 (如(ru)碘酸(suan)碘奎寧或(huo)硫(liu)酸(suan)奎寧堿(jian)) ,或(huo)者將(jiang)某(mou)些晶體 (如(ru)碘硫(liu)酸(suan)金雞鈉) 均勻地混合在(zai)(zai)(zai)硝化纖維的透(tou)(tou)明(ming)粘(zhan)滯(zhi)液體中(zhong) ,然(ran)后(hou)將(jiang)這(zhe)種(zhong)粘(zhan)滯(zhi)液放在(zai)(zai)(zai)玻(bo)璃板(ban)上進(jin)行工(gong)藝加工(gong) ,使(shi)針狀晶粒都相互平行 ,當揮(hui)發性溶劑自行揮(hui)發后(hou) ,便結(jie)成(cheng)一(yi)(yi)(yi)張玻(bo)璃紙似的透(tou)(tou)明(ming)膜片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)。 這(zhe)些晶粒對(dui)某(mou)一(yi)(yi)(yi)方向的光(guang)矢量有強烈的吸(xi)收(shou) ,而對(dui)相對(dui)垂直方向的光(guang)矢量吸(xi)收(shou)很(hen)少 ,從而使(shi)入(ru)射的自然(ran)光(guang)變(bian)成(cheng)線偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)。 現在(zai)(zai)(zai)常使(shi)用(yong)的一(yi)(yi)(yi)種(zhong)偏(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)是(shi)用(yong)聚(ju)(ju)乙(yi)烯醇(chun)薄(bo)膜經碘溶液浸泡 ,然(ran)后(hou)沿一(yi)(yi)(yi)定方向拉伸(shen)并(bing)烘干制成(cheng) ,這(zhe)種(zhong)偏(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)稱為(wei) H 偏(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)。 還有一(yi)(yi)(yi)種(zhong) K 偏(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian) ,它是(shi)將(jiang)聚(ju)(ju)乙(yi)烯醇(chun)薄(bo)膜放在(zai)(zai)(zai)高溫(wen)爐中(zhong) ,通以氯化氫(qing) ,除去聚(ju)(ju)乙(yi)烯醇(chun)分(fen)(fen)子中(zhong)的一(yi)(yi)(yi)些水分(fen)(fen)子 ,再單向拉伸(shen)而成(cheng) ,見(jian)圖(tu) 7 。

此外 ,還可(ke)(ke)以在(zai)(zai)玻(bo)璃或(huo)塑料表(biao)面上涂上二(er)向(xiang)色(se)薄膜制成拜爾比層起(qi)偏(pian)器 ;由于熱(re)解(jie)石(shi)墨(mo)在(zai)(zai)電(dian)導率和光學性質兩(liang)方面均有很強的(de)各向(xiang)異(yi)性 ,所(suo)以也可(ke)(ke)用(yong)熱(re)解(jie)石(shi)墨(mo)來制作二(er)向(xiang)色(se)起(qi)偏(pian)器。

7、由晶體的雙折射產生線偏振光

一(yi)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)射(she)到某(mou)些晶(jing)體(如方(fang)解(jie)石、石英)上，在(zai)晶(jing)體內分成兩(liang)束(shu)折(zhe)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，如圖8所示，這(zhe)種現象(xiang)稱(cheng)為(wei)(wei)雙折(zhe)射(she)。在(zai)單(dan)軸(zhou)晶(jing)體中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)折(zhe)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)，有一(yi)束(shu)遵守(shou)折(zhe)射(she)定(ding)律，這(zhe)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)稱(cheng)為(wei)(wei)尋常(chang)(chang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，簡(jian)(jian)稱(cheng)o光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)；另(ling)一(yi)束(shu)不遵守(shou)折(zhe)射(she)定(ding)律(即(ji)折(zhe)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)(xian)不一(yi)定(ding)在(zai)入射(she)面(mian)內，而(er)且(qie)對(dui)不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)入射(she)角，入射(she)角的(de)(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)弦(xian)與(yu)折(zhe)射(she)角正(zheng)弦(xian)之(zhi)比不是(shi)恒量)，這(zhe)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)稱(cheng)為(wei)(wei)非常(chang)(chang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，簡(jian)(jian)稱(cheng)e光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。o光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)和(he)e光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)都是(shi)線(xian)(xian)偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，o光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動方(fang)向(xiang)垂直于它對(dui)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主平(ping)(ping)(ping)面(mian)(晶(jing)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)軸(zhou)和(he)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)(xian)所組成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)面(mian))，e光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動方(fang)向(xiang)平(ping)(ping)(ping)行于它所對(dui)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主平(ping)(ping)(ping)面(mian)。在(zai)大多數情(qing)況(kuang)下(xia)，這(zhe)兩(liang)個主平(ping)(ping)(ping)面(mian)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾角很(hen)小。因(yin)而(er)o光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)和(he)e光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動方(fang)向(xiang)可(ke)以認(ren)為(wei)(wei)是(shi)互相垂直的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

激(ji)光(guang)(guang)(guang)偏(pian)光(guang)(guang)(guang)棱(leng)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)分尼(ni)科耳型(xing)和格蘭型(xing)兩種結構。尼(ni)科耳棱(leng)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)是將兩塊根據特殊(shu)要求加工的(de)(de)方解(jie)石棱(leng)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)用特種樹(shu)(shu)膠(jiao)(jiao)粘(zhan)合成(cheng)一個斜方柱形棱(leng)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)。如圖9所示，自然光(guang)(guang)(guang)射(she)(she)(she)入第一棱(leng)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)，分成(cheng)o光(guang)(guang)(guang)和e光(guang)(guang)(guang)。由于所選(xuan)用的(de)(de)樹(shu)(shu)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)折(zhe)射(she)(she)(she)率(n=1.55)介于方解(jie)石對o光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)折(zhe)射(she)(she)(she)率(no=1.658)和e光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)主折(zhe)射(she)(she)(she)率(ne=1.486)之(zhi)間，o光(guang)(guang)(guang)射(she)(she)(she)到(dao)樹(shu)(shu)膠(jiao)(jiao)層(ceng)時(shi)，發生全反射(she)(she)(she)，由涂黑(hei)的(de)(de)側面吸收，而e光(guang)(guang)(guang)透(tou)過樹(shu)(shu)膠(jiao)(jiao)層(ceng)并穿(chuan)過第二棱(leng)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)射(she)(she)(she)出(chu)。這樣，用尼(ni)科耳棱(leng)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)便可獲(huo)得線偏(pian)振光(guang)(guang)(guang)。

格(ge)蘭棱(leng)(leng)鏡(jing)(jing)(jing)是(shi)尼科(ke)耳棱(leng)(leng)鏡(jing)(jing)(jing)的改進型，將一塊(kuai)方(fang)解石加工成直(zhi)角長方(fang)體，再切成兩個楔塊(kuai)，然后(hou)粘合起來(lai)，這(zhe)樣得到的出射光與入(ru)射光在(zai)一直(zhi)線上。格(ge)蘭型設(she)計又有(you)兩種形(xing)式，如圖10所示，光軸與切面(mian)平行的膠合型結(jie)構稱(cheng)為格(ge)蘭2湯姆孫棱(leng)(leng)鏡(jing)(jing)(jing);光軸與切面(mian)法線共面(mian)的膠合型結(jie)構稱(cheng)為李普奇棱(leng)(leng)鏡(jing)(jing)(jing)。有(you)空氣隙(xi)的湯姆孫型結(jie)構稱(cheng)格(ge)蘭2傅科(ke)棱(leng)(leng)鏡(jing)(jing)(jing);有(you)空氣隙(xi)的李普奇型設(she)計稱(cheng)格(ge)蘭2泰(tai)勒棱(leng)(leng)鏡(jing)(jing)(jing)。

橢圓偏振光的獲得

使線偏(pian)振光經過(guo)1/4波片即可得到(dao)主軸(zhou)為波片光軸(zhou)方(fang)向的(de)托圓偏(pian)振光。

圓偏振光的獲得

圓偏(pian)振(zhen)光(guang)是橢圓偏(pian)振(zhen)光(guang)的(de)(de)一種特殊情(qing)況，使1/4波片的(de)(de)光(guang)軸方向(xiang)與線偏(pian)振(zhen)光(guang)的(de)(de)偏(pian)振(zhen)方向(xiang)夾(jia)角為45°，即可得到圓偏(pian)振(zhen)光(guang)了。

偏振光如何(he)檢測(ce)。

光的偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)分為(wei)自然光（沒有偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)）、部(bu)分偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)光和全偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)光。其中全偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)又分為(wei)線偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)光、圓偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)光和橢圓偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)光。

想要(yao)(yao)分辨(bian)偏(pian)(pian)振(zhen)態(tai)的(de)話檢(jian)偏(pian)(pian)器(qi)(qi)是(shi)不可(ke)(ke)(ke)缺少的(de)。當一束(shu)光(guang)(guang)通過檢(jian)偏(pian)(pian)器(qi)(qi)，轉(zhuan)(zhuan)動檢(jian)偏(pian)(pian)器(qi)(qi)，出現(xian)消光(guang)(guang)現(xian)象(xiang)的(de)，可(ke)(ke)(ke)以(yi)斷(duan)定這束(shu)光(guang)(guang)是(shi)線(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)；如(ru)果旋轉(zhuan)(zhuan)檢(jian)偏(pian)(pian)器(qi)(qi)光(guang)(guang)強沒有發生變(bian)化，從(cong)上面的(de)圖示中可(ke)(ke)(ke)以(yi)看(kan)出，圓偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)和(he)自然(ran)光(guang)(guang)都會有這種現(xian)象(xiang)，也就是(shi)說我們不可(ke)(ke)(ke)以(yi)分辨(bian)出這兩種偏(pian)(pian)振(zhen)態(tai)；如(ru)果旋轉(zhuan)(zhuan)檢(jian)偏(pian)(pian)器(qi)(qi)光(guang)(guang)強有強弱變(bian)化，那么可(ke)(ke)(ke)以(yi)斷(duan)定這束(shu)光(guang)(guang)要(yao)(yao)么是(shi)部分偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)，要(yao)(yao)么是(shi)橢圓偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)。

通過上面(mian)的簡要(yao)分析我們看到一個檢偏器可(ke)以把一束(shu)未知(zhi)光束(shu)分成三(san)組(zu)：

現在(zai)的(de)矛盾聚焦在(zai)了如(ru)何區分剩(sheng)下的(de)兩(liang)組偏(pian)振(zhen)(zhen)態。橢(tuo)圓(yuan)偏(pian)振(zhen)(zhen)光和圓(yuan)偏(pian)振(zhen)(zhen)光都是脫胎于線(xian)偏(pian)振(zhen)(zhen)光的(de)，由(you)線(xian)偏(pian)振(zhen)(zhen)到橢(tuo)圓(yuan)或(huo)者圓(yuan)偏(pian)振(zhen)(zhen)引(yin)入了一件工具(ju)——1/4波片(pian)。俗(su)話說解鈴還須(xu)系(xi)鈴人，想要分辨出這兩(liang)組偏(pian)振(zhen)(zhen)態還得請出1/4波片(pian)。

如何分辨自然光和圓偏振光

在檢偏(pian)器之前加一個1/4波片，它就(jiu)會把圓偏(pian)振(zhen)還原(yuan)成(cheng)線(xian)偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)，而(er)1/4波片對(dui)自然光(guang)(guang)(guang)沒影響，我們(men)再(zai)轉動檢偏(pian)器，如果光(guang)(guang)(guang)束(shu)還是(shi)沒有產生(sheng)消光(guang)(guang)(guang)現象(xiang)，那么這束(shu)光(guang)(guang)(guang)就(jiu)是(shi)自然光(guang)(guang)(guang)了(le)，反之就(jiu)是(shi)圓偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)。

如何分辨部分偏振光和橢圓偏振光

還是(shi)利用老(lao)方法，把橢圓偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)還原成線(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)來(lai)檢(jian)驗，這需要注意(yi)了偏(pian)(pian)振(zhen)片(pian)(pian)停留在(zai)透射光(guang)(guang)強(qiang)度大的(de)位置，在(zai)偏(pian)(pian)振(zhen)片(pian)(pian)前(qian)插入1/4玻片(pian)(pian)，使玻片(pian)(pian)的(de)光(guang)(guang)軸與偏(pian)(pian)振(zhen)片(pian)(pian)的(de)投射方向(xiang)平(ping)行，再次轉動偏(pian)(pian)振(zhen)片(pian)(pian)會若出現消(xiao)光(guang)(guang)現象(xiang)，即為橢圓偏(pian)(pian)振(zhen)，即橢圓偏(pian)(pian)振(zhen)片(pian)(pian)變(bian)為線(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)；若還是(shi)不(bu)出現消(xiao)光(guang)(guang)，則為部分(fen)偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)。

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