Получение циркулярно поляризованного света

Получение линейно поляризованного света и его анализ

Линейно поляризованный свет получают из естественного, с помощью устройств, которые называются поляризаторами. Эти устройства свободно пропускают колебания, параллельные плос­кости, которую называют плоскостью поляризации. Действие поляризаторов основывается на использовании либо закона Брюстера для отражения и преломления света на границе раздела двух прозрачных изотропных диэлектриков, либо явления двой­ного лучепреломления в одноосных анизотропных кристаллах.

Провести анализ линейно поляризованного света - значит определить положение его плоскости поляризации в пространст­ве. Для анализа линейно поляризованного света используются приспособления, которые называются анализаторами. В качест­ве анализаторов применяются те же устройства, которые служат для получения линейно поляризованного света. Интенсивность света Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru , пропущенного анализатором, меняется в зависимости от угла Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru между плоскостью поляризации падающего на него ли­нейно поляризованного света с плоскостью анализатора как

Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru , (1)

где Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru - коэффициент прозрачности анализатора; Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru - интенсив­ность линейно поляризованного света, падающего на анализатор. Формула (1) носит название закона Малюса.

Получение циркулярно поляризованного света

Как известно из теории колебаний [1-3], то или иное со­стояние поляризации получается при совместном действии двух взаимно перпендикулярных монохроматических световых волн равной частоты, распространяющихся в одном направлении Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru , при определенных отношениях их амплитуд Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru и Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru и разности фаз Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru .

Так, циркулярно поляризованная волна получается в случае выполнения условий:

а) Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru ;

б) Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru ,

что соответствует оптической разности хода складывающихся волн Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru , где Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru - длина волны монохроматического света Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru .

Если хотя бы одно условие нарушается, результирующая световая волна будет или эллиптически, или линейно поляризо­ванной.

Рассмотрим один из методов практического получения циркулярно поляризованного света.

Из вышеизложенного следует, что для получения цирку­лярно поляризованного света необходимо:

1) получить две взаимно перпендикулярные с одинаковыми амплитудами Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru и Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru монохроматические световые волны равной частоты, распространяющиеся в одном направлении Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru ;

2) создать между этими волнами разность фаз Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru .

Для получения двух взаимно перпендикулярных линейно поляризованных волн, распространяющихся в одном направле­нии, необходимо пропустить монохроматический линейно поля­ризованный свет с длиной волны Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru , через плоскопараллельную пластинку Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru толщиной Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru , вырезанную из анизотропного кристалла таким образом, чтобы плоскость Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru , на которую падает свет, была параллельна оптической оси Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru кристалла. В этом случае говорят, что пла­стинка вырезана параллельно оптической оси. Линейно поля­ризованная световая волна, по­падая в тонкую пластинку, раз­бивается на две - обыкновенную и необыкновенную. Будучи линейно поляризованными, во взаим­но перпендикулярных плоскостях, эти волны, распространяясь в пластинке с различными скоростями, приобретут на выходе из нее разность фаз Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru , между собой равную

Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru ,

где Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru и Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru показатели преломления, соответственно, обыкно­венной и необыкновенной волн в кристалле. Оптическая разность хода при этом равна

Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru .

Для получения разности фаз, равной Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru , между обыкновенной и необыкновенной волнами на выходе из пластинки необходимо, чтобы пластинка имела такую толщину Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru , при прохождении через которую между обыкновенной и необыкновенной волнами накопилась бы разность фаз, равная Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru (оптическая разность хода Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru ).

Толщина пластинки определится как

Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru .

При Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru толщина пластинки, создающая необходимую разность фаз, будет минимальна и равна Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru .

Кристаллическую пластинку, в которой оптическая раз­ность хода между обыкновенной и необыкновенной волнами на выходе равна Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru , называют «пластинка Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru » или «четвертьвол­новая пластинка».

Для получения одинаковых амплитуд у обыкновенной и необыкновенной волн, распространяющихся в кристаллической пластинке, необходимо ориентировать пластинку относительно плоскости поляризации падающего на нее линейно поляризован­ного света таким образом, чтобы плоскость поляризации падаю­щего света составляла с оптической осью Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru пластинки угол Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru , равный Получение циркулярно поляризованного света - student2.ru .

Упражнение 1.Получение линейно поляризованного света. Проверка закона Малюса.

Цель упражнения:ознакомиться с одним из методов по­лучения линейно поляризованного света и методом его анализа.

Задание

1. Определите азимут плоскости поляризации линейно поля­ризованного света.

2. Проведите экспериментальную проверку закона Малюса.

Наши рекомендации