1、56 晶體光學器件一、晶體偏振器基于晶體的雙折射原理：雙折射棱鏡耳棱鏡 塊長寬比為 3:1 的晶體兩端面平行地磨去一部分， 使ABD=DCA=68，然后沿垂直于主截面及兩端面的AD方向?qū)⒕w對切，并用樹膠將切開的兩個端面均勻地膠合在一起。AAA（C）Cc48occ71oB68oDDB（D）耳棱鏡（晶體）光軸與兩端面的夾角均為48o；樹膠對可見光透明，對鈉黃光的折射率nD=1.55；主折射率 no=1.6584nDne=1.4864 。工作原理：自然光沿晶體長棱方向（AC或BD）進入晶體后，分解為偏向略有不同的o光和e光。在樹膠層AD處，o光的入射角（o=76o）大于全反射臨界角（oc=70o）

2、，經(jīng)樹膠層全部反射至被涂黑的棱鏡側(cè)壁；e光因不滿足全反射條件而透過樹膠層，故由棱鏡出射的光束變?yōu)橐皇衩嫫叫杏诰w主截面和入射面的平面偏振光。樹膠AC90 48 e光68 O 光BD平面偏振光進入耳棱鏡時，若偏振面平行（垂直）于晶體的主截面，則將作為e（o）光全部透過（損耗掉）；若偏振面與晶體的主截面夾角為，則只有其在主截面上的投影分量可以穿過棱鏡，且透射光強度大小由定律確定。I I0 cos 2耳棱鏡缺點：a. 入射光會聚角不能太大，否則透射光的偏振度降低或無透射光；SoMS SeMS = 14b.樹膠對紫外光不透明，不能用于紫外光； 渥棱鏡由兩塊光軸平行于各自端面且相互正交的直角棱鏡膠合

3、而成可獲得兩束彼此分開且偏振面正交的平面偏振光常用材料：晶體（none）n sin n sin iADeoeooccno sin ne sin ieBoeC渥棱鏡（負晶體） 2 arcsinno ne tan兩光束夾角： 45 2041晶體：其他雙折射棱鏡ADcno sin no sin iooocn sin n sin iBoeCoee洛匈棱鏡（負晶體）ne sin no sin ioeoADcne sin ne sin ieeen=neBC玻璃+棱鏡二、波晶片相位延遲片波晶片：單軸晶體平行于光軸切割并加工而成的一塊表面平行的薄晶片平面偏振光在單軸晶片表面的分解：設晶片的光軸c沿表面豎直方向

4、，則進入晶體的o（e）光分量的振動方向垂直于（平行于）光軸沿水平方向（豎直方向）。兩個偏振分量同向，在空間上不分開，但相位延遲不同。AAeo光和e光的振幅：zEo E sin AoccE E cos e平面偏振光在波晶片表面的分解對于厚度為d的晶片， o光和e光在兩偏振分量在出射時的相位差： 0正晶體負晶體 2n n d 0oe平面偏振光垂直進入光軸平行于表面的單軸晶片后，分解為方向相同但偏振面分別平行和垂直于光軸的兩個偏振分量，兩偏振分量的振幅比取決于入射光偏振面與晶片光軸的夾角。由于速度不同，兩偏振分量通過波晶片時具有不同的相位延遲，其相位差取決于入射光波長、晶體對兩偏振分量的折射率no和

5、ne，以距離z或晶片的厚度d。及光波在晶體中的快軸：晶片中與速度較快的光振動分量的偏振面平行的方向慢軸：晶片中與速度較慢的光振動分量的偏振面平行的方向光軸/慢軸光軸/快軸負晶體正晶體光線光線快軸慢軸正單軸晶片的快軸垂直于光軸或平行于o光偏振面，慢軸平行于光軸或e光偏振面；負單軸晶片的快慢軸與正單軸晶片相反。 四分之一波片（/4片）厚度滿足下式的平行平面單軸晶片，即d 2m 1m=0, 1, 2, 3, 4 no ne透過/4片的o光和e光的相位差： 2m 1 m=0, 1, 2, 3, 2d 最小厚度：4 no ne 最小相位差：2（正號對應負單軸晶體，負號對應正單軸晶體）特點：能使透射的o光

6、和e光產(chǎn)生或其奇數(shù)倍大小的相位差 二分之一波片（/2片）厚度正比于二分之一波長奇數(shù)倍的平行平面單軸晶片，即d 2m 1m=0, 1, 2, 3, 2 no ne透過/2片的o光和e光的相位差： 2m 1m=0, 1, 2, 3, d 最小厚度：2 n ne 最小相位差：（正號對應負單軸晶體，負號對應正單軸晶體）特點：能使透射的o光和e光產(chǎn)生 或其奇數(shù)倍大小的相位差全波片（片）厚度正比于波長整數(shù)倍的平行平面單軸晶片，即d mno nem=0, 1, 2, 3, 透過1片的o光和o光的相位差： 2m m=0, 1, 2, 3, d 最小厚度：no ne 2最小相位差：（正號對應負單軸晶體，負號對應正單軸晶體）特點：能使透射的o光和e光產(chǎn)生2或其整數(shù)數(shù)倍大小的相位差兩塊/4片平行疊置（快慢軸分別平行）時，其作用等效于一塊/2片；兩塊2片平行疊置（快慢軸分別平行）時，其作用等效于一塊1片；兩塊/4片或/2片正交疊置（第一塊晶片的快軸和慢軸分別與第二塊晶片的慢軸和快軸平行）時，其作用等效于一塊平行平面的玻璃板。/2（平行疊置）平板玻璃（正交疊置）/4/41（平行疊置）平板玻璃（正交疊置）/2/2三、相位補償器相位補償器：能夠使透射的兩個正交平面偏振光分量的相位差任