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1、光光 學學O OP PT TI IC CS S第五章第五章 光的偏振光的偏振Propagation of light in linear Propagation of light in linear anisotropic dielectrics (crystals)anisotropic dielectrics (crystals)第五章第五章 光的偏振光的偏振第一節(jié)第一節(jié) 偏振光的屬性偏振光的屬性第二節(jié)第二節(jié) 雙色性和雙折射雙色性和雙折射第三節(jié)第三節(jié) 偏振與散射和反射偏振與散射和反射第四節(jié)第四節(jié) 延遲器和起偏器延遲器和起偏器第五節(jié)第五節(jié) 旋光性旋光性第六節(jié)第六節(jié) 光調(diào)制光調(diào)制第七節(jié)第七節(jié)

2、偏振態(tài)的數(shù)學描述偏振態(tài)的數(shù)學描述第五章第五章 光的偏振光的偏振第一節(jié)第一節(jié) 偏振光的屬性偏振光的屬性Nature of polarized light Linear polarization Circular polarization Elliptical polarization Random polarization Partial polarizationLinear Polarization)cos()cos(),(),(),(00tkzEjtkzEitzEtzEtzEyxyxLinear-polarized or plane-polarized light:The orientati

3、on of the E-field is constant.If = 0 or , thenE is linear polarized.第一節(jié)第一節(jié) 偏振光的屬性偏振光的屬性Circular PolarizationIf E0 x= E0y, = /2, thenE is left-circularly polarized.If E0 x= E0y, = - /2, thenE is right-circularly polarized.)cos()cos(),(),(),(00tkzEjtkzEitzEtzEtzEyxyx第一節(jié)第一節(jié) 偏振光的屬性偏振光的屬性Elliptical Polar

4、ization202000200202000cos22tansincos2)cos()cos(),(),(),(yxyxxxyyxxyyyxyxEEEEEEEEEEEEtkzEjtkzEitzEtzEtzE第一節(jié)第一節(jié) 偏振光的屬性偏振光的屬性State of PolarizationP P-state: Plane- or linear-polarizedR R-state: Right-circular-polarizedL L-state: Left-circular-polarizedE E-state: Elliptical-polarizedP = R LE = aR bL第一節(jié)第

5、一節(jié) 偏振光的屬性偏振光的屬性How to prove it?Angular Momentum of PhotonsLLEdtdLdtdE第一節(jié)第一節(jié) 偏振光的屬性偏振光的屬性The Jones VectorsHorizontalP-state01VerticalP-stateP-stateat +45oP-stateat -45oR-stateL-state1011211121i121i121001*hvvhRLLRLLRREEEEEEEEEEEE)(cos)()()(cos)()(00ttkxtEjtEttkxtEitEyyyxxxyxiyixyxeEeEtEtEE00)()(第一節(jié)第一節(jié)

6、 偏振光的屬性偏振光的屬性PolarizersBasic mechanism: Dichroism Birefringence Scattering Reflection Asymmetry第二節(jié)第二節(jié) 雙色性和雙折射雙色性和雙折射Maluss Law22200cos)0(cos2)(IEcI第二節(jié)第二節(jié) 雙色性和雙折射雙色性和雙折射Dichroism Wire-Grid PolarizerThe transmission axis of the grid is perpendicular to the wires.Dichroism refers to the selective absor

7、ption of one of the two orthogonal P-state components of an incident beam.第二節(jié)第二節(jié) 雙色性和雙折射雙色性和雙折射Dichroism Dichroic CrystalsOrientation-dependent conductivity photon energy joule heat第二節(jié)第二節(jié) 雙色性和雙折射雙色性和雙折射The tansmitted light suffers polarization- (and wavelength-)dependent absorption dichroismDichrois

8、m PolaroidEach separate miniscule dichroic entity is known as a dichromophore. The dichromophores are of molecular dimensions. Polaroid is a very effective polarizer across the entire visible spectrum, but is somewhat less so at the blue end.第二節(jié)第二節(jié) 雙色性和雙折射雙色性和雙折射Optical Anisotropy Dichroism & Birefringence第二節(jié)第二節(jié) 雙色性和雙折射雙色性和雙折射birefringencedichroismBirefringence Calcite (I)3-fold symmetry第二節(jié)第二節(jié) 雙色性和雙折射雙色性和雙折射*Birefringence Calcite (II)第二節(jié)第二節(jié) 雙色性和雙折射雙色性和雙折射o-ray or e-ray ?