大学物理 (185).ppt

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1、大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第13章章 波动光学基础波动光学基础 13.14 椭圆偏振光椭圆偏振光 偏振光的干涉偏振光的干涉一一、偏振光的干涉偏振光的干涉光轴光轴屏屏 e光光o光光单色光通过单色光通过 P1后后 o光与光与e光相位差光相位差 d晶片厚度，晶片厚度，入射线偏振光在真空中的波长。入射线偏振光在真空中的波长。1大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第13章章 波动光学基础波动光学基础 两束光合成光矢量的端点在垂直于光传播两束光合成光矢量的端点在垂直于光传播方向的平面内的投影描出的轨迹为椭圆。方向的平面内的投影描出的轨迹为椭圆。o2大学物理大学物理 第三次修订本第

2、三次修订本第第13章章 波动光学基础波动光学基础 设偏振片设偏振片P2偏振化方向与晶片偏振化方向与晶片C的光轴方向的光轴方向夹角为夹角为 ，透过，透过P2的光束振幅为的光束振幅为若若A1o何何A1e在在P2偏振化方向偏振化方向上投影相反，则相位差上投影相反，则相位差 光轴光轴 偏振化方向偏振化方向 偏振化方向偏振化方向 3大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第13章章 波动光学基础波动光学基础 如果如果A1o何何A1e在在P2偏振化方向上投影相反，偏振化方向上投影相反，则相位差则相位差光轴光轴 当当,干涉加强干涉加强 当当,干涉减弱干涉减弱 当当 振幅最大，干涉效果最好。振幅最大，干涉

3、效果最好。4大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第13章章 波动光学基础波动光学基础 如果用白光照射，由于不同波长的光，干涉如果用白光照射，由于不同波长的光，干涉干涉加强和减弱的条件不能同时满足，结果在屏干涉加强和减弱的条件不能同时满足，结果在屏上显示出颜色，这种现象称为上显示出颜色，这种现象称为色偏振色偏振。屏屏 旋转偏振旋转偏振片，使两偏振片，使两偏振片偏振化方向片偏振化方向平行平行,相位差相位差产生产生 的变化的变化,屏上颜色发生屏上颜色发生变化。变化。5大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第13章章 波动光学基础波动光学基础 1.光弹效应（应力双折射效应）光弹效应（应力

4、双折射效应）二、人工双折射及应用二、人工双折射及应用 由塑料、玻璃、环氧树脂等非晶体在它们由塑料、玻璃、环氧树脂等非晶体在它们受到应力时，会由各向同性转变为各向异性，受到应力时，会由各向同性转变为各向异性，从而显示出双折射性质。从而显示出双折射性质。光弹效应光弹效应。F屏屏F白光白光6大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第13章章 波动光学基础波动光学基础 o 光和光和e 的相位差：的相位差：应力分布越集中的地方条纹越细密。应力分布越集中的地方条纹越细密。在一定应力范围内，在一定应力范围内，o光和光和e光折射率的差光折射率的差值与介质板中的盈利值与介质板中的盈利 p 成正比。成正比。c

5、 是与材料有关的常数。是与材料有关的常数。工工件件各各处处 p 不不同同，屏屏上上各各处处 不不同同，出出现现干涉条纹。干涉条纹。7大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第13章章 波动光学基础波动光学基础 2.电致双折射电致双折射 克尔效应克尔效应 在电场作用下，可以使某些各向同性的透在电场作用下，可以使某些各向同性的透明介质变为各向异性，从而使光产生双折射，明介质变为各向异性，从而使光产生双折射，这种现象称为这种现象称为电致双折射电致双折射或或克尔效应克尔效应。8大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第13章章 波动光学基础波动光学基础 克尔合内盛有硝基苯液体。在极板没有充克尔

6、合内盛有硝基苯液体。在极板没有充电时，由于两个偏振片的偏振化方向垂直，光电时，由于两个偏振片的偏振化方向垂直，光不能通过检偏器。不能通过检偏器。加电场后，液体变为各向异性，具有单轴加电场后，液体变为各向异性，具有单轴晶体的性质其光轴与电场平行。晶体的性质其光轴与电场平行。o光和光和e光折射率差值与电场强度有关。光折射率差值与电场强度有关。k 为为克尔常数克尔常数。o光和光和e光产生的相位差为（液体厚度为光产生的相位差为（液体厚度为d）9大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第13章章 波动光学基础波动光学基础 设平行极板距离为设平行极板距离为D，电势差为，电势差为U，则，则 当当U变化时，相位差随之变化，通过检偏变化时，相位差随之变化，通过检偏器的光强也随之变化。器的光强也随之变化。利用克尔效应可以对偏振光进行调制。利用克尔效应可以对偏振光进行调制。克尔效应从接通电源（或断开）时间仅克尔效应从接通电源（或断开）时间仅需需10-9s，因此，克尔效应可以制成动作极快，因此，克尔效应可以制成动作极快的光开关。的光开关。10