自然光光波矢量的振动在垂直于光的传播方向上作无规则取向,经过四分之一波片后依然是自然光。
部分偏振光可以视为完全偏振光与自然光的叠加,通过四分之一波片后的状态取决于完全偏振成分与四分之一波片光轴之间的夹角:重合时线偏成分保留,依然为部分偏振光。
不重合时线偏部分发生偏转,整体可大致认为是自然光(此处存疑)个人觉得部分偏振光的定义有些模糊。
四分之一波片
中文名四分之一波片
外文名quarter-wave plate
类型光学仪器
领域光学物理
简介四分之一波片(quarter-wave plate) 一定厚度的双折射单晶波片。当光从法向入射透过波片时,寻常光(o光)和非常光(e光)之间的位相差等于 π/2或其奇数倍,这样的晶片称为四分之一波片或 1/4波片。当线偏振光垂直入射1/4波片,并且光的偏振和波片的光轴面(垂直自然裂开面)成θ角,出射后成椭圆偏振光。特别当θ=45°时,出射光为圆偏振光。波片的快轴和慢轴,与晶体的类型有关。负晶体的Ve>Vo,波片光轴方向平行于波片平面,负晶体做的四分之一波片的光轴方向就是快轴方向。正晶体快轴方向垂直于光轴方向位于玻片平面内。
原理用其他双折射晶体如方解石、石英,来制 1/4波片(或二分之一波片),因晶体的两折射率相差较大,又无天然裂开面,所以要磨得很薄,加工困难。如使厚度增加到d=λ(1/4+N)/(no-ne),可减小加工困难。其中N是个较大的整数,no和ne分别是o光和e光的折射率。
利用四分之一波片和一个检偏镜,按一定的步骤可以检验各种偏振光。先只用检偏镜,如果虽改变检偏镜的取向而待检光光强没有变化,则可按表1【 单用检偏镜,光强无变化时的检验法】所列的方法进行;如果看到了光强有最大,则可按表2【单用检偏镜,光强有一最大值时的检验法】所列的进行。
图1负晶体四分之一玻片的快轴与光轴同方向
波片波片是一种用来改变光偏振状态的光元件。可以是平行于水晶或方解石等双折射晶体的光轴而切下的一片晶片,也可以用对入射的光具有传播方向性的云母片、玻璃纸或聚乙烯醇等材料制成。其原理是:入射的单色偏振光被分成两个偏振分量它们以不同的速度传播,通过波片的厚度,两个分量的相位产生了垄异重新合成后,改变了原来的偏振状态。通常,按该相位差的大小分为全波片、半波片和四分之一波片等。波片常用来将线偏振光变成圆偏振光或椭圆偏振光;也可用来将圆偏振光变成线偏振光。
全波片单色偏振光垂直入射到晶片时,当晶片的厚度d选择得使穿过晶片后的o光与e光的位相差δ=2Kπ时,合成振动方程为:
合成振动为线偏振光,此晶片造成的光程差△=Kλ。满足此条件的晶片称为全波片。线偏振光通过全波片,振动状态不变,出射光与入射光振动方向相同,仍为线偏振光。