文档介绍：CH 3-4 光波的偏振态 polarization of light wave 光波的偏振态一. 偏振现象与光的横波性波有横波和纵波两类。横波的振动方向与传播方向垂直,以光的传播方向为轴, 光矢量振动的空间分布失去对称性的现象叫做光的偏振纵波的振动方向与波的传播方向一致,其振动方向具有对称性, 即纵波不产生偏振。因此偏振是横波区别于纵波的标志。光波的偏振透振方向二二. . 光波的偏振态光波的偏振态 (线偏振,圆偏振,椭圆偏振) (部分线偏振,部分圆偏振,部分椭圆偏振) ?线偏振光(光矢量振动方向不变,大小改变) 光矢量的振动方向保持不变,其末端的轨迹是一直线,同一时刻,光传播方向上各点的光矢量都分布在同一平面内, 所以又称之为平面偏振光光矢量与传播方向构成的平面——振动面光的振动方向在振动面内不变 yx E xE yEo ?如振动面与 X轴夹角为??? sin cosAEAAEA yy xx?????z xy) )(() cos( kztjAiA kztAE yx????????圆偏振光(光矢量振动方向改变,大小不变) 光矢量在垂直于传播方向的平面内以圆频率旋转,光矢量所在平面随时间向传播方向前移。?光矢量在 X-Y 平面内投影是圆 jiE yxEE??圆偏振光可看作是在 x和y方向振幅相等、相位差为 90 o的两线偏振光的合成 00 cos( ) cos( ) 2 xy E A t kz E A t kz ???? ?? ??若上式取+号,即 y方向的振动相位超前于 x方向,迎着光的传播方向看,光矢量沿顺时针方向旋转称为右旋圆偏振光若上式取-号,即 y方向的振动相位落后于 x方向,迎着光的传播方向看,光矢量沿反时针方向旋转称为左旋圆偏振光?椭圆偏振光(光矢量振动方向和大小均改变) 光矢量在前进的 X-Y 平面上扫描出一个椭圆由在 X方向和 Y方向的两个相位差为的简谐光振动合成?) cos( ) cos( jiE 0 0?????????? kztAE kztAE EE yy xx yx?? 2 22 sin cos ) )((2)()(??? y yx xy yx xA EA EA EA E光矢量的轨迹方程位椭圆: 由的值可得椭圆偏振光的右旋(0 <?<?)和左旋(?<?<2 ?) ?椭圆偏振光在δ=0或π时:线偏振光椭圆偏振光在δ=±π/2 , 及 Ax = Ay 时: 圆偏振光?自然光—非偏振光光波的发射由大量基元辐射组成,各个基元辐射的发光时间、振动方向、和相位都相互独立、彼此无关。 yxyxnIIIII22????自然光—振动垂直、振幅(强度)相等且相位完全无关的两个线偏振合成将自然光中每一振动成分都在 x, y方向分解, 并将 x和y方向上所有的分振动分别相加?? n1k~ = ki kx xeAE ??? n1k yy~ = kikeAE ? 2*2 1~~ nA EEI xxx?? 2*2 1~~ nA EEI yyy???部分偏振光及偏振度完全偏振光+自然光?部分偏振光设自然光(非偏振光强)度 nI偏振光的强度 PI总强度 PnIII??偏振度部分偏振光中偏振成分的相对强度 Pn PPII II Ip???光矢量具有各种方向,但各不同方向上的振幅大小不同,它不具有轴对称性