第八节偏振光的干涉 偏振光( Parallel polarized light)的干涉 1、干涉装置: P 天津大学精仪学院 A 自然光 起偏器 natural light 晶片 polarizer wafer 检偏器 天津大学作 analyser 24
1 一、偏振光(Parallel polarized light)的干涉 1、干涉装置： 第八节 偏振光的干涉 自然光 natural 起偏器 light polarizer 检偏器 analyser P A x y 晶片 wafer
w2、原理和公式: A(检偏器) y(慢轴) 沿晶片快、慢轴方向建立坐标系 (起偏器 设入射线偏光振幅为a。 e=acos E=asin a 天 Ex(快轴) 津 晶片产生的位相差:δ=2mn-nl 仪晶片出射光:Ex= acos E= asina. e0 院检偏器后:Ex= acos cosB E"y= asinasin B·c0 天害大学频作 合成光强:I=Ex+E 24
2 2、原理和公式： 沿晶片快、慢轴方向建立坐标系。 设入射线偏光振幅为a。 Ex = acos Ey = asin n n d = o − e 2 晶片产生的位相差： i E x = acos E y = asin e ' ' 晶片出射光： i E x = acos cos E y = asin sin e '' '' 检偏器后： 2 '' '' 合成光强：I = E x + E y y x P （起偏器） E Ey Ex A（检偏器） （快轴） （慢轴）
=a2 cos2(a-B)-a'sin 2asin 2 Bsin 2/zino-neld 只与干涉装置 与波片的光程 天津大学精仪学院 的参数有关 有关 形成干涉背景 形成干涉项 天津大学作 24
3 ( ) − − − n n d I a a 2 2 2 2 0 e ＝ cos sin 2 sin 2 sin 只与干涉装置 的参数有关 形成干涉背景 与波片的光程 有关 形成干涉项
I=acos(a-B)-a'sin 2asin 2B e zkvo-eld 3、讨论 天津大学精仪学 津1)正交( Orthogonal)偏振器系统: 起偏器P和检偏器A的透光轴相互垂直,即:β=α+x/2 l=a sin 2a sin 2/n 0 院 lo sin- 2asin 2 天津大学作 24
4 1）正交(Orthogonal)偏振器系统： 起偏器P和检偏器A的透光轴相互垂直，即：=+/2 ( ) − − − n n d I a a 2 2 2 2 0 e ＝ cos sin 2 sin 2 sin 2 sin 2 sin sin 2 sin 2 2 0 2 2 2 0 I n n d I a e = − ⊥＝ 3、讨论
丌 1=a sin 2asin 2 Io sin asip d 2 分析 1)当δ=2mπ(m=0,1,2)时,1=0 2)当δ≠2m(m=0,1,2…)时, 天津大学精仪学院 3丌 若 0 1=0 若 丌3丌5丌7 l=l sin O 44 当δ=(2m+1)π,a=(2n+1)(mn=0,1,2.)时, 天津大学作 24
5 2 sin 2 sin sin 2 sin 2 2 0 2 2 2 0 I n n d I a e = − ⊥ ＝ 分析 2）当 2m (m=0,1,2...)时， I ⊥ ＝0 2 3 , , 2 0, 若 = ， 2 sin 2 0 I ⊥ ＝I 4 7 , 4 5 , 4 3 , 4 若 = ， 1）当＝2m (m=0,1,2...)时， ＝0 ⊥ I 当＝(2m＋1)， ( ) (m,n=0,1,2...) 时， 4 2 1 ＝ n + 0 I ＝I ⊥
1=a cos(a-B)-a sin 2asin 2Bsin rno-neld 2)平行( Paralle1)偏振器系统: 起偏器P和检偏器A的透光轴相互平行, 天津大学精仪学院 即:β=a =10(1-sn22asi20) 分析 平行偏振器系统干涉条纹与垂直偏振器系 统干涉条纹互补。 天津大学作 24
6 2）平行(Parallel)偏振器系统： 起偏器P和检偏器A的透光轴相互平行， 即：= ( ) − − − n n d I a a 2 2 2 2 0 e ＝ cos sin 2 sin 2 sin ) 2 (1 sin 2 sin 2 2 // 0 I ＝I − 分析 平行偏振器系统干涉条纹与垂直偏振器系 统干涉条纹互补
3)白光( Achromatic light)干涉 (Interference) 当光源采用包含各种成份的白光时,光强应是 各种单色光干涉强度的非相干叠加。 天津大学精仪学院 1=∑(102sin22asin20 2 分析 1、白光干涉出现干涉色,干涉色与双折射率、晶片的 厚度有关; 天2、平行偏振器干涉场与垂直偏振器干涉场互补。 24
7 当光源采用包含各种成份的白光时，光强应是 各种单色光干涉强度的非相干叠加。 ( ) 2 sin 2 sin 2 2 0 i i i I I ⊥ ＝ 分析 1、白光干涉出现干涉色，干涉色与双折射率、晶片的 厚度有关； 2、平行偏振器干涉场与垂直偏振器干涉场互补。 3）白光(Achromatic light)干涉 (Interference)
4、光测弹性方法及玻璃内应力的测定 光弹效应(应力双折射):由应变引起的双折射现象。 测弹性方法:利用偏振光干涉方法分析受力情况。 天例:测试玻璃内应力 Dividing dial 津大学精仪学院 起偏器 1/4波片检偏器分度盘滤色片 colour filter 待测样品 天津大学作 读数偏光仪的组成 8 24
8 4、光测弹性方法及玻璃内应力的测定 光弹效应（应力双折射）：由应变引起的双折射现象。 光测弹性方法：利用偏振光干涉方法分析受力情况。 举例：测试玻璃内应力 读数偏光仪的组成 待测样品 起偏器 1/4波片 检偏器 分度盘 滤色片 Dividing dial colour filter
工作原理: 6(可交 待测玻璃 起偏器 天津大学精仪学院 检偏器 1/4波片 45 仪选择X、Y轴分别沿1/4波片的快慢轴,并让玻璃的快慢 轴(主应力)方向和起偏器的透光轴成45度 天透过起偏器的线偏光琼斯矩阵为: 9 24
9 工作原理： 选择X、Y轴分别沿1/4波片的快慢轴，并让玻璃的快慢 轴（主应力）方向和起偏器的透光轴成45度。 45º 起偏器 检偏器 待测玻璃 （可变） 1/4波片 透过起偏器的线偏光琼斯矩阵为： 0 1
14波片的琼斯矩阵为: 设玻璃产生的位相差为δ,则其琼斯矩阵为 g 天津大学精仪学院 线偏光通过玻璃和14波片后的偏振态为: 06 COS E COS - COS 2 18 SIn 天津大学作 10 24
10 1/4波片的琼斯矩阵为： − − 1 2 2 1 2 cos itg itg 0 i 1 0 设玻璃产生的位相差为，则其琼斯矩阵为： 线偏光通过玻璃和1/4波片后的偏振态为： = = − − = 2 sin 2 cos 2 1 2 cos 0 1 1 2 2 1 2 cos 0 1 0 tg itg itg i E