怎樣區分五種偏振光(自然光、線偏振光、橢圓偏振光、圓偏振光、部分偏振光)?
光線照射到線偏振片,旋轉一圈,出射光有明暗變化的,可能是線偏振光、橢圓偏振光以及部分偏振光。沒有明暗變化的是自然光和圓偏振光。
先分出圓偏振光和自然光:
讓上一步沒有明暗變化的光經過四分之一波片,再經過線偏振片,旋轉線偏振光,出現明暗變化的是圓偏振光,沒有出現明暗變化的是自然光。
再來分出線偏振光,橢圓偏振光以及部分偏振光。
先寫到這裡,有時間再補充。
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線偏振光其實屬於橢圓偏振光,線偏振光是橢圓偏振光的特例。因此,將光入射到一個消光比極高的偏振器(100000:1),並將該偏振器繞入射光軸旋轉,出現完全消光的,是線偏振光,出現暗點,但是沒有完全消光的,是橢圓偏振光,當然也可能是部分偏振光。
最後是橢圓偏振光和部分偏振光。橢圓偏振光是所有完全偏振光的統稱,線性偏振光和圓偏振光都屬於橢圓偏振光的特例。而部分偏振光屬於偏振光+非偏振光的組合。在不提前瞭解橢圓偏振光的偏振性質情況下,很難用單個光學元件區分出橢圓偏振光和部分偏振光。最後只能使出終極殺器:斯托克斯矢量偏振計。
斯托克斯矢量是偏振光的一種數學表示方式,它能夠表徵偏振光,也能夠表徵非偏振光和部分偏振光(不像瓊斯矩陣,只能表徵偏振光)。從原理上,只要將光通過四塊偏振光學元件(編號為分別L1, L2, L3, L4),透過的光強分別為 I1, I2, I3, I4。這四塊偏振光學元件依次要求為:L1是中性濾光片,對所有偏振態光的透過率均為50%,童叟無欺;L2是線性偏振片,透光軸朝向是垂直朝向;L3也是線性偏振片,透光軸朝向與垂直朝向成45°夾角;L4是右旋圓偏振片。將測得的四個光強I1, I2, I3, I4進行如下計算:(2*I1, 2*I2-2*I1,2*I3-2*I1, 2*I4-2*I1)即是測量光的斯托克斯矢量,用(I,Q,U,V)代表。若(Q^2+U^2+V^2)=I^2,那麼是橢圓偏振光;若(Q^2+U^2+V^2)&
到此全部結束。
最後說明下,實際上最開始的五種偏振光若通過上面操作得到斯托克斯矢量,即可全部分辨出來。
單純的使用偏振無法完全區分,應該再加上一個1/4玻片,具體如下:在光源與光屏之間加一塊偏振片,
將偏振片旋轉一週進行觀察,
1.若光強隨偏振片的轉動沒有變化,這束光是自然光或圓偏振光.這時在偏振片之前放1/4玻片,再轉動偏振片.如果強度仍然沒有變化是自然光;如果出現兩次消光,則是圓偏振光,因為1/4玻片能把圓偏振光變為線偏振光
2.如果用偏振片進行觀察時,光強隨偏振片的轉動有變化但沒有消光,則這束光是部分偏振光或橢圓偏振光.這時可將偏振片停留在透射光強度最大的位置,在偏振片前插入1/4玻片,使玻片的光軸與偏振片的投射方向平行,再次轉動偏振片會若出現兩次消光,即為橢圓偏振光,即橢圓偏振片變為線偏振光;若還是不出現消光,則為部分偏振光
3.如果隨偏振片的轉動出現兩次消光,則這束光是線偏振光
先放參考書,趙凱華、鍾錫華的《光學》,18年出了重排本,比較適合初學者讀,放假前放在了辦公室,目前疫情人在家中…就拿老版的電子書裏的插圖來說吧。
這個問題的前提應該是題主已經知道這幾種偏振光的區別了,目前的問題在於如何區分;區分的原理和方法,前面幾位答主已經說的很詳細了,有個更直觀的對比圖可能更容易理解和記憶: