橢圓偏振光

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更新時間: 2013-08-30

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橢圓的偏振光是指光的電場方向或光矢量末端在垂直於傳播方向的平面上描繪出的軌跡。當兩個相互垂直的振動同時作用於一點時,若它們的頻率相同並且有固定的位相差,則該點的合成振動的軌跡一般呈橢圓形。

詳細介紹
自然光在晶體內所產生的尋常光(o光)和非常光(e光),雖屬頻率相同和振動方向相互垂直,但是,它們之間的位相差,即使在同一點,亦因時而異,不是固定的,所以這樣的o光和e光的合成不能產生橢圓偏振光。
然而,如果以一線偏振光代替自然光射到如圖1所示的、光軸平行於晶面的單軸晶體的表面,並且令其振動平面與晶體光軸成一夾角θ,於是,在晶體表面上,振幅為A的線偏振光分解為振幅為Asinθ的o光和振幅為Acosθ的e光,並且此時o光和e光有相同的位相。當進入晶體內,o光和e光雖在相同的方向傳播,但是傳播速度不同,因而產生位相差。
式中n0和ne分別為該晶體對在真空中波長為λ0的o光和e光的主折射率,d為兩者透過晶體的厚度。圖2給出了由穿過不同厚度的o光和e光合成的光矢量末端的軌跡,除δ=0和π外,都是橢圓形。這樣的光就是橢圓偏振光,顯然δ=0和π所對應的線偏振光可視為橢圓偏振光的特例;不難想到,當θ=45°時,與δ=π/2和3π/2對應的是圓偏振光。所以,圖1所示的系統即為產生橢圓偏振光或圓偏振光的簡單裝置。
光學元件
為便於產生和分析各種橢圓偏振光,還需要有其他種產生橢圓偏振光的光學元件,巴俾涅補償器和索累補償器是其中最常見的兩種。
②索累補償器
如圖4所示,是由兩個光軸平行的石英楔板和一個光軸垂直於兩楔板光軸的石英平行平面板組成的複合稜鏡。上楔板可由微動螺旋使其本身作平行的移動。當上楔板這樣移動時,兩楔板的總厚度可連續改變。當兩楔板的總厚度等於下面石英平行平面板的厚度時,穿過補償器的o光和e光之間位相差為零。由改變兩楔板總厚度與石英平行平面板厚度之差即可得到較寬截面上有相同位相差的光束。

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