二、偏振光的检测

    1. 马吕斯定律

    将一束强度为I0的线偏振光射到偏振片上,如果振动方向与偏振片的透振方向的夹角为a,则透射光强为

                         ,                     (14-96)

图 14-53

这个结论就是马吕斯(E.L.Malus, 1775-1812)定律。实际上这个结论是显而易见的,如果入射光的振幅为A0,可将光矢量分解为平行于偏振片的透振方向和垂直于透振方向的两个分量,其振幅分别为A0 cosaA0 sina,如图14-53所示。显然,只有平行于偏振片透振方向的振动分量A0 cosa 能够透过偏振片,故得式(14-96)。

    利用马吕斯定律可以检测线偏振光、部分偏振光和自然光。将被检测的光投射到偏振片(或尼科耳棱镜)上,以入射光线为轴线旋转偏振片, 如果被测光是线偏振光,则当线偏振光的振动方向与偏振片的透振方向的夹角a为90°时,透射光强为零,这种现象称为消光。而当a为0°或180°时,透射光强为最大。如果被测光是自然光,在旋转偏振片的过程中透射光强不变。如果被测的光是部分偏振光,在某个a 值时,透射光强为最大,而当偏振片的透振方向旋转到与该方向垂直时,透射光强为最小,但不等于零,即无消光现象。

    *2. 椭圆偏振光和圆偏振光的检测

    如果被测的光包括椭圆偏振光或圆偏振光,检测工作变得复杂了。大家无法用一个偏振片鉴别自然光和圆偏振光,也无法区分部分偏振光和椭圆偏振光,而只能根据消光现象把线偏振光从这些光中辨认出来。

    因为椭圆偏振光和圆偏振光通常是让线偏振光通过1/4波片后产生的,所以鉴别它们也必须借助于1/4波片。圆偏振光通过1/4波片后变为线偏振光,然后通过偏振片,改变偏振片的透振方向可以观察到消光现象。椭圆偏振光通过1/4波片后一般仍为椭圆偏振光,只有当波片的光轴与椭圆的主轴平行时,才变为线偏振光,然后用偏振片加以鉴别。

       
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