光的偏振

定義

光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)偏(pian)振(zhen)（polarization of light）：振(zhen)動(dong)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)于(yu)(yu)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)不對(dui)稱(cheng)性(xing)叫(jiao)做偏(pian)振(zhen)，它是(shi)橫(heng)波(bo)(bo)(bo)(bo)區(qu)別于(yu)(yu)其他縱波(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)一(yi)個明顯的(de)(de)標志。光(guang)(guang)(guang)波(bo)(bo)(bo)(bo)電矢量振(zhen)動(dong)的(de)(de)空間分布(bu)對(dui)于(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)失去對(dui)稱(cheng)性(xing)的(de)(de)現(xian)象(xiang)叫(jiao)做光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)偏(pian)振(zhen)。只有橫(heng)波(bo)(bo)(bo)(bo)才能產生偏(pian)振(zhen)現(xian)象(xiang)，故光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)偏(pian)振(zhen)是(shi)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)動(dong)性(xing)的(de)(de)又(you)一(yi)例證。在(zai)垂直于(yu)(yu)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)平面內，包(bao)含(han)一(yi)切可能方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)橫(heng)振(zhen)動(dong)，且平均說來(lai)任一(yi)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)上具(ju)有相同(tong)的(de)(de)振(zhen)幅，這種橫(heng)振(zhen)動(dong)對(dui)稱(cheng)于(yu)(yu)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)稱(cheng)為自然光(guang)(guang)(guang)（非偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)）。凡其振(zhen)動(dong)失去這種對(dui)稱(cheng)性(xing)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)統稱(cheng)偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)。

下面來說一說這幾種偏振光。

一、線偏振光

在光(guang)的(de)傳播過程(cheng)中，只包(bao)含一(yi)種振動，其振動方向始終保持在光(guang)的(de)偏振同一(yi)平面內，這種光(guang)稱為線偏振光(guang)（或平面偏振光(guang))。

線偏(pian)振光與圓偏(pian)振光對比(bi)

二、圓偏振光

旋(xuan)轉(zhuan)電(dian)矢量端(duan)點描出(chu)圓軌跡的(de)(de)(de)(de)光(guang)稱(cheng)圓偏振(zhen)光(guang)，是橢圓偏振(zhen)光(guang)的(de)(de)(de)(de)特殊情(qing)形。在我們的(de)(de)(de)(de)觀(guan)察時間段中平(ping)均后，圓偏振(zhen)光(guang)看上去是與自然光(guang)一(yi)樣的(de)(de)(de)(de)。但(dan)是圓偏振(zhen)光(guang)的(de)(de)(de)(de)偏振(zhen)方(fang)向是按(an)一(yi)定(ding)規(gui)律變化的(de)(de)(de)(de)，而自然光(guang)的(de)(de)(de)(de)偏振(zhen)方(fang)向變化是隨(sui)機(ji)的(de)(de)(de)(de)，沒有規(gui)律的(de)(de)(de)(de)。

三、橢圓偏振光

在光(guang)的(de)(de)傳(chuan)播過程中，空間每個點的(de)(de)電(dian)矢量均以光(guang)線為軸作(zuo)旋轉(zhuan)(zhuan)運動(dong)(dong)，且電(dian)矢量端點描出(chu)一個橢圓(yuan)軌(gui)跡，這種(zhong)光(guang)稱為橢圓(yuan)偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)。迎著光(guang)線方(fang)向看，凡(fan)電(dian)矢量順時針(zhen)旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)稱右(you)旋橢圓(yuan)偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)，凡(fan)逆時針(zhen)旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)稱左(zuo)旋橢圓(yuan)偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)。橢圓(yuan)偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)中的(de)(de)旋轉(zhuan)(zhuan)電(dian)矢量是由(you)兩個頻率(lv)相同、振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方(fang)向互相垂直、有固定相位差的(de)(de)電(dian)矢量振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)合成(cheng)的(de)(de)結(jie)果(guo)。

四、部分偏振光

光(guang)(guang)波包含一切(qie)可能方(fang)向的(de)振(zhen)(zhen)動，但不同方(fang)向上的(de)振(zhen)(zhen)幅(fu)不等，在兩個(ge)互相垂直的(de)方(fang)向上振(zhen)(zhen)幅(fu)具有max值(zhi)和min值(zhi)，這(zhe)種光(guang)(guang)稱為部分偏振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)。自(zi)然光(guang)(guang)和部分偏振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)實際(ji)上是由許多振(zhen)(zhen)動方(fang)向不同的(de)線偏振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)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(yong)的方法(fa)就(jiu)是大家很(hen)熟悉的布儒(ru)斯特定律。當入(ru)射(she)光(guang)(guang)以某一角度入(ru)射(she)到透明介質中時(shi)，反射(she)光(guang)(guang)為偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)方向垂直于入(ru)射(she)面(mian)的偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)（s偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)），投射(she)光(guang)(guang)線為部分偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)。通過這種方法(fa)我們就(jiu)得到了s偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)。

s偏振光的獲得(de)

2、由折射產生線偏振光

如果想(xiang)要偏(pian)振方向平行于入射(she)(she)面(mian)的(de)偏(pian)振光怎(zen)么(me)辦呢(ni)？我們也有辦法！思(si)路就是入射(she)(she)光以布儒斯特(te)角日射(she)(she)一(yi)堆平行放置(zhi)的(de)玻(bo)璃(li)(li)片(pian)，在每(mei)一(yi)層玻(bo)璃(li)(li)片(pian)上都(dou)產生上面(mian)所(suo)說的(de)現象，經過N層玻(bo)璃(li)(li)片(pian)之(zhi)后(hou)，折射(she)(she)光線中(zhong)的(de)s偏(pian)振幾(ji)乎可以認為沒有了，只留下p偏(pian)振光。

3、由干涉產生線偏振光

由玻(bo)片堆啟發我們(men)把玻(bo)璃片換成各種膜(mo)，在(zai)等腰直(zhi)角棱(leng)(leng)鏡(jing)的(de)斜面(mian)上(shang)交替蒸(zheng)鍍高低折射率(lv)的(de)膜(mo)層，設(she)計膜(mo)系使布(bu)儒斯特角為45°，然后兩(liang)個(ge)等腰直(zhi)角棱(leng)(leng)鏡(jing)膠合(he)，就變成了偏(pian)振分光(guang)(guang)棱(leng)(leng)鏡(jing)（PBS）。入(ru)射光(guang)(guang)垂直(zhi)進(jin)入(ru)棱(leng)(leng)鏡(jing)，在(zai)各膜(mo)層之間反復反射和折射，并(bing)最后被分解成兩(liang)束(shu)偏(pian)振相互垂直(zhi)的(de)線偏(pian)光(guang)(guang)。看似和干(gan)涉(she)沒什么關系，我們(men)看反射光(guang)(guang)，當精準控制(zhi)膜(mo)系的(de)時候(hou)就會產生多光(guang)(guang)束(shu)干(gan)涉(she)。

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。 

按照電磁波(bo)(bo)的(de)輻射(she)(she)理論 ,當非偏振光(guang)(guang)入(ru)射(she)(she)其上(shang)時(shi) ,電矢(shi)量沿導(dao)(dao)線(xian)(xian)(xian)方向的(de)光(guang)(guang)波(bo)(bo)會被線(xian)(xian)(xian)柵(zha)吸收 ,而電矢(shi)量垂直(zhi)于(yu)線(xian)(xian)(xian)柵(zha)的(de)光(guang)(guang)分量則能透過 ,因而線(xian)(xian)(xian)柵(zha)透射(she)(she)光(guang)(guang)的(de)電振動矢(shi)量與柵(zha)格是垂直(zhi)的(de)。線(xian)(xian)(xian)柵(zha)偏光(guang)(guang)鏡制(zhi)造工(gong)藝(yi)是蒸(zheng)發(fa)一束金原子如鋁原子 ,以(yi)近掠(lve)入(ru)射(she)(she)角射(she)(she)到(dao)一個以(yi)硫化(hua)鋅或硒化(hua)鋅為基(ji)底的(de)閃耀(yao)光(guang)(guang)柵(zha)上(shang)，此(ci)時(shi)金屬(shu)積聚(ju)在光(guang)(guang)柵(zha)的(de)每(mei) —個臺(tai)階的(de)邊(bian)緣形成很細(xi)的(de)“導(dao)(dao)線(xian)(xian)(xian)”,如下(xia)圖所示 ,它們的(de)間(jian)隔 d 小于(yu)一個波(bo)(bo)長。

另(ling)外還可(ke)用衍(yan)射光(guang)(guang)(guang)柵或(huo)小階梯(ti)光(guang)(guang)(guang)柵產(chan)生偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)。衍(yan)射光(guang)(guang)(guang)柵反射的(de)光(guang)(guang)(guang)是偏(pian)振(zhen)的(de) ,但(dan)是效應很微弱 ,并且與波長有密切關系；而小階梯(ti)光(guang)(guang)(guang)柵可(ke)產(chan)生明顯(xian)的(de)線偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)。

5、由散射產生線偏振光

如(ru)圖5所(suo)示(shi)，由光(guang)源S射(she)出的(de)(de)自然光(guang)通過盛水的(de)(de)器(qi)皿(min)M，如(ru)果水經過仔細清(qing)潔處(chu)理，則從(cong)垂(chui)(chui)直(zhi)光(guang)束(shu)的(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)觀(guan)察器(qi)皿(min)，幾乎看(kan)不到光(guang)束(shu)，也就(jiu)是(shi)原光(guang)束(shu)不向(xiang)(xiang)旁方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)散(san)射(she)。如(ru)果把少量肥皂水或牛奶滴到器(qi)皿(min)里，就(jiu)會產生強烈(lie)的(de)(de)散(san)射(she)，從(cong)各個方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)看(kan)，光(guang)束(shu)都是(shi)明顯可(ke)見的(de)(de)，在(zai)與(yu)入射(she)光(guang)垂(chui)(chui)直(zhi)的(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)用檢偏(pian)器(qi)P進行(xing)觀(guan)察，可(ke)以發現散(san)射(she)光(guang)是(shi)偏(pian)振的(de)(de)。電(dian)場的(de)(de)振動方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)垂(chui)(chui)直(zhi)于入射(she)光(guang)線與(yu)觀(guan)察方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)所(suo)形成的(de)(de)平(ping)面(mian)。

利用光(guang)(guang)的(de)強烈散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)或全(quan)反射(she)(she)(she)(she)而(er)產生(sheng)的(de)偏振(zhen)可制造散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)型人造偏振(zhen)片，如圖6所示(shi)，它(ta)是(shi)由二片ZK3平玻璃片夾住一(yi)層硝(xiao)(xiao)(xiao)酸鈉晶(jing)體(ti)而(er)成(cheng)的(de)。產生(sheng)偏振(zhen)的(de)原理:ZK3的(de)折射(she)(she)(she)(she)率n=1.5891，而(er)硝(xiao)(xiao)(xiao)酸鈉晶(jing)體(ti)中(zhong)尋常光(guang)(guang)的(de)折射(she)(she)(she)(she)率no=1.5854，非常光(guang)(guang)的(de)折射(she)(she)(she)(she)率ne=1.3369;這樣當自然(ran)光(guang)(guang)透過第一(yi)玻片進(jin)入晶(jing)體(ti)而(er)被(bei)分(fen)成(cheng)e光(guang)(guang)與(yu)o光(guang)(guang)后，因(yin)ne比n小得多，故e光(guang)(guang)幾(ji)乎全(quan)部被(bei)晶(jing)體(ti)散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)或反射(she)(she)(she)(she)，它(ta)無法從(cong)晶(jing)體(ti)中(zhong)射(she)(she)(she)(she)出。可是(shi)no與(yu)n近似相等，在晶(jing)體(ti)中(zhong)幾(ji)乎不發生(sheng)反射(she)(she)(she)(she)和散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)，因(yin)此自然(ran)光(guang)(guang)射(she)(she)(she)(she)入第一(yi)玻片及硝(xiao)(xiao)(xiao)酸鈉晶(jing)體(ti)后，o光(guang)(guang)幾(ji)乎全(quan)部能從(cong)第二玻片中(zhong)射(she)(she)(she)(she)出。

6、由二向色性獲得線偏振光（人造偏振片）

如(ru)果某(mou)種(zhong)物(wu)(wu)(wu)質有(you)選擇地吸(xi)收通(tong)過(guo)它的某(mou)一偏振(zhen)方(fang)向(xiang)的光波(bo)，這種(zhong)物(wu)(wu)(wu)質可認為(wei)是光學二向(xiang)色(se)的(或稱(cheng)雙色(se)性物(wu)(wu)(wu)質)，許多礦物(wu)(wu)(wu)和有(you)機化(hua)合物(wu)(wu)(wu)都具有(you)二向(xiang)色(se)性。對于o光和e光有(you)不同吸(xi)收作用的晶體稱(cheng)為(wei)二向(xiang)色(se)晶體。例如(ru)，電氣石能強烈吸(xi)收o光而(er)很(hen)少吸(xi)收e光。因此自然光通(tong)過(guo)二向(xiang)色(se)晶體后，出射光是線(xian)偏振(zhen)光。

在(zai)(zai)激光(guang)(guang)(guang)問世以(yi)前 ,二(er)向(xiang)色偏(pian)(pian)(pian)(pian)振器(qi)(qi)是(shi)(shi)應用(yong)廣的(de)(de)一(yi)(yi)類偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)件 ,除較早(zao)認識的(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振片(pian)(pian)(pian)(pian)電氣石外均為人造偏(pian)(pian)(pian)(pian)振片(pian)(pian)(pian)(pian) ,如(ru)微晶(jing)型偏(pian)(pian)(pian)(pian)振片(pian)(pian)(pian)(pian) (J 片(pian)(pian)(pian)(pian)) 和分(fen)子型偏(pian)(pian)(pian)(pian)振片(pian)(pian)(pian)(pian) ( H 片(pian)(pian)(pian)(pian)或(huo) K 片(pian)(pian)(pian)(pian)) 。 微晶(jing)型偏(pian)(pian)(pian)(pian)振片(pian)(pian)(pian)(pian)是(shi)(shi)在(zai)(zai)透明(ming)(ming)的(de)(de)基片(pian)(pian)(pian)(pian)上蒸鍍一(yi)(yi)層某(mou)種晶(jing)粒(li) (如(ru)碘(dian)酸(suan)(suan)碘(dian)奎(kui)寧或(huo)硫酸(suan)(suan)奎(kui)寧堿) ,或(huo)者將(jiang)某(mou)些晶(jing)體(ti) (如(ru)碘(dian)硫酸(suan)(suan)金雞鈉(na)) 均勻地(di)混合(he)在(zai)(zai)硝(xiao)化纖維的(de)(de)透明(ming)(ming)粘(zhan)滯液體(ti)中 ,然后(hou)將(jiang)這種粘(zhan)滯液放(fang)(fang)在(zai)(zai)玻璃板上進行工藝加(jia)工 ,使針狀晶(jing)粒(li)都相互平行 ,當(dang)揮(hui)發(fa)性溶(rong)劑自(zi)(zi)行揮(hui)發(fa)后(hou) ,便結成(cheng)一(yi)(yi)張玻璃紙似的(de)(de)透明(ming)(ming)膜片(pian)(pian)(pian)(pian)。 這些晶(jing)粒(li)對某(mou)一(yi)(yi)方向(xiang)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)矢量有強烈(lie)的(de)(de)吸(xi)收(shou) ,而(er)對相對垂(chui)直方向(xiang)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)矢量吸(xi)收(shou)很(hen)少 ,從而(er)使入(ru)射的(de)(de)自(zi)(zi)然光(guang)(guang)(guang)變成(cheng)線偏(pian)(pian)(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)。 現在(zai)(zai)常使用(yong)的(de)(de)一(yi)(yi)種偏(pian)(pian)(pian)(pian)振片(pian)(pian)(pian)(pian)是(shi)(shi)用(yong)聚乙(yi)烯(xi)醇薄膜經碘(dian)溶(rong)液浸泡 ,然后(hou)沿一(yi)(yi)定(ding)方向(xiang)拉(la)伸并烘干制(zhi)成(cheng) ,這種偏(pian)(pian)(pian)(pian)振片(pian)(pian)(pian)(pian)稱為 H 偏(pian)(pian)(pian)(pian)振片(pian)(pian)(pian)(pian)。 還有一(yi)(yi)種 K 偏(pian)(pian)(pian)(pian)振片(pian)(pian)(pian)(pian) ,它是(shi)(shi)將(jiang)聚乙(yi)烯(xi)醇薄膜放(fang)(fang)在(zai)(zai)高(gao)溫爐中 ,通以(yi)氯化氫 ,除去聚乙(yi)烯(xi)醇分(fen)子中的(de)(de)一(yi)(yi)些水分(fen)子 ,再單向(xiang)拉(la)伸而(er)成(cheng) ,見圖 7 。

此外 ,還可以(yi)在玻璃或塑料表(biao)面上涂上二(er)向色(se)薄(bo)膜制成拜爾比層起偏器 ;由(you)于熱(re)(re)解石墨(mo)在電導率和光學性質兩方面均有很強的各向異(yi)性 ,所以(yi)也可用熱(re)(re)解石墨(mo)來制作二(er)向色(se)起偏器。

7、由晶體的雙折射產生線偏振光

一(yi)束(shu)(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)射(she)(she)到某些晶體(ti)(如(ru)方(fang)解石(shi)、石(shi)英)上，在(zai)(zai)晶體(ti)內分成(cheng)兩束(shu)(shu)折(zhe)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，如(ru)圖8所(suo)示(shi)，這種現象稱為(wei)(wei)雙折(zhe)射(she)(she)。在(zai)(zai)單(dan)軸(zhou)晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)兩折(zhe)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)，有一(yi)束(shu)(shu)遵守(shou)折(zhe)射(she)(she)定(ding)律(lv)，這束(shu)(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)稱為(wei)(wei)尋常光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，簡稱o光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)；另(ling)一(yi)束(shu)(shu)不遵守(shou)折(zhe)射(she)(she)定(ding)律(lv)(即折(zhe)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線不一(yi)定(ding)在(zai)(zai)入射(she)(she)面內，而且對不同的(de)(de)(de)入射(she)(she)角(jiao)，入射(she)(she)角(jiao)的(de)(de)(de)正弦與(yu)折(zhe)射(she)(she)角(jiao)正弦之比不是恒(heng)量(liang))，這束(shu)(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)稱為(wei)(wei)非常光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，簡稱e光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。o光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)和e光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)都(dou)是線偏振(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，o光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)振(zhen)動方(fang)向垂(chui)直(zhi)于它(ta)對應(ying)的(de)(de)(de)主平面(晶體(ti)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)軸(zhou)和光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線所(suo)組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)平面)，e光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)振(zhen)動方(fang)向平行于它(ta)所(suo)對應(ying)的(de)(de)(de)主平面。在(zai)(zai)大多數(shu)情況(kuang)下，這兩個主平面之間的(de)(de)(de)夾(jia)角(jiao)很小。因而o光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)和e光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)振(zhen)動方(fang)向可(ke)以認(ren)為(wei)(wei)是互相垂(chui)直(zhi)的(de)(de)(de)。

激(ji)光(guang)(guang)(guang)偏光(guang)(guang)(guang)棱鏡(jing)(jing)分尼科耳(er)型(xing)(xing)和格(ge)蘭型(xing)(xing)兩種結構。尼科耳(er)棱鏡(jing)(jing)是將兩塊根據特殊要求(qiu)加工的(de)(de)方(fang)解(jie)石棱鏡(jing)(jing)用特種樹(shu)膠粘合成(cheng)一個斜方(fang)柱形棱鏡(jing)(jing)。如圖9所(suo)示，自然光(guang)(guang)(guang)射(she)(she)入第一棱鏡(jing)(jing)，分成(cheng)o光(guang)(guang)(guang)和e光(guang)(guang)(guang)。由于所(suo)選用的(de)(de)樹(shu)膠的(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(n=1.55)介于方(fang)解(jie)石對o光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(no=1.658)和e光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)主折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(ne=1.486)之間，o光(guang)(guang)(guang)射(she)(she)到樹(shu)膠層時，發生全反射(she)(she)，由涂黑的(de)(de)側(ce)面吸收，而e光(guang)(guang)(guang)透過樹(shu)膠層并穿過第二(er)棱鏡(jing)(jing)射(she)(she)出。這樣，用尼科耳(er)棱鏡(jing)(jing)便可獲得線(xian)偏振(zhen)光(guang)(guang)(guang)。

格(ge)(ge)蘭(lan)(lan)棱(leng)(leng)(leng)鏡(jing)是尼科耳棱(leng)(leng)(leng)鏡(jing)的(de)改進型(xing)，將一(yi)塊(kuai)方(fang)解(jie)石加工成(cheng)直(zhi)角(jiao)長方(fang)體，再切成(cheng)兩個楔塊(kuai)，然后粘合起(qi)來(lai)，這樣得到(dao)的(de)出射光與入射光在(zai)一(yi)直(zhi)線(xian)上。格(ge)(ge)蘭(lan)(lan)型(xing)設計(ji)又有(you)兩種(zhong)形式，如圖10所示，光軸(zhou)與切面(mian)平行(xing)的(de)膠合型(xing)結構(gou)稱為格(ge)(ge)蘭(lan)(lan)2湯(tang)姆(mu)孫棱(leng)(leng)(leng)鏡(jing);光軸(zhou)與切面(mian)法線(xian)共面(mian)的(de)膠合型(xing)結構(gou)稱為李普奇(qi)棱(leng)(leng)(leng)鏡(jing)。有(you)空氣(qi)隙(xi)的(de)湯(tang)姆(mu)孫型(xing)結構(gou)稱格(ge)(ge)蘭(lan)(lan)2傅科棱(leng)(leng)(leng)鏡(jing);有(you)空氣(qi)隙(xi)的(de)李普奇(qi)型(xing)設計(ji)稱格(ge)(ge)蘭(lan)(lan)2泰(tai)勒棱(leng)(leng)(leng)鏡(jing)。

橢圓偏振光的獲得

使線偏振光經過1/4波片即可得(de)到主軸(zhou)為波片光軸(zhou)方向的托圓偏振光。

圓偏振光的獲得

圓(yuan)偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)是橢圓(yuan)偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)的一種特殊(shu)情況(kuang)，使1/4波片(pian)的光(guang)(guang)軸方向(xiang)與線偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)的偏(pian)(pian)振(zhen)方向(xiang)夾(jia)角為45°，即可得到圓(yuan)偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)了。

偏振光如(ru)何檢測(ce)。

光(guang)(guang)的偏(pian)振(zhen)分(fen)為自然光(guang)(guang)（沒(mei)有偏(pian)振(zhen)）、部分(fen)偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)和全偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)。其中全偏(pian)振(zhen)又分(fen)為線偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)、圓偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)和橢圓偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)。

想要分辨(bian)偏(pian)(pian)振(zhen)態的話檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)器是(shi)不(bu)可(ke)缺少的。當(dang)一束光(guang)通過檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)器，轉動檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)器，出(chu)現(xian)消光(guang)現(xian)象(xiang)的，可(ke)以(yi)斷(duan)定這(zhe)束光(guang)是(shi)線偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)；如果(guo)旋(xuan)(xuan)轉檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)器光(guang)強(qiang)沒(mei)有發生變化，從上面的圖示中可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，圓偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)和自然光(guang)都(dou)會有這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)，也(ye)就是(shi)說(shuo)我們不(bu)可(ke)以(yi)分辨(bian)出(chu)這(zhe)兩種(zhong)偏(pian)(pian)振(zhen)態；如果(guo)旋(xuan)(xuan)轉檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)器光(guang)強(qiang)有強(qiang)弱變化，那么(me)可(ke)以(yi)斷(duan)定這(zhe)束光(guang)要么(me)是(shi)部(bu)分偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)，要么(me)是(shi)橢圓偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)。

通(tong)過上面(mian)的簡要分析(xi)我們看到一個(ge)檢偏器可以把一束未(wei)知光束分成三組：

現在的(de)矛盾聚(ju)焦在了(le)如何(he)區(qu)分剩下的(de)兩組(zu)偏(pian)(pian)振態。橢圓偏(pian)(pian)振光(guang)(guang)和圓偏(pian)(pian)振光(guang)(guang)都是脫胎(tai)于(yu)線偏(pian)(pian)振光(guang)(guang)的(de)，由線偏(pian)(pian)振到橢圓或者圓偏(pian)(pian)振引入了(le)一件工具——1/4波片(pian)。俗話說解鈴還(huan)須(xu)系鈴人，想要分辨出(chu)這兩組(zu)偏(pian)(pian)振態還(huan)得請(qing)出(chu)1/4波片(pian)。

如何分辨自然光和圓偏振光

在檢偏(pian)器之(zhi)前加一(yi)個1/4波片，它就(jiu)(jiu)會把圓偏(pian)振(zhen)還原成線偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)，而1/4波片對自然光(guang)(guang)(guang)沒(mei)影響(xiang)，我們再轉動檢偏(pian)器，如果光(guang)(guang)(guang)束還是(shi)沒(mei)有產(chan)生消光(guang)(guang)(guang)現象(xiang)，那么(me)這束光(guang)(guang)(guang)就(jiu)(jiu)是(shi)自然光(guang)(guang)(guang)了，反之(zhi)就(jiu)(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(huan)是利用老(lao)方(fang)(fang)法(fa)，把橢圓(yuan)(yuan)(yuan)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)還(huan)原成(cheng)線(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)來(lai)檢(jian)驗，這需要注(zhu)意(yi)了偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)停留在透射光(guang)(guang)強度大(da)的位置，在偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)前插入1/4玻(bo)片(pian)(pian)，使玻(bo)片(pian)(pian)的光(guang)(guang)軸與偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)的投射方(fang)(fang)向平行(xing)，再次轉動偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)會若出現消(xiao)光(guang)(guang)現象，即(ji)為(wei)橢圓(yuan)(yuan)(yuan)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)，即(ji)橢圓(yuan)(yuan)(yuan)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)變為(wei)線(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)；若還(huan)是不(bu)出現消(xiao)光(guang)(guang)，則為(wei)部分偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)。

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