Получение эллиптически поляризованного света

Пучок естественного света, прошедший сквозь поляризатор Р и ставший на выходе плоскопо- ляризованным, нормально падает на кристаллическую пластинку толщиной J, вырезанную из одноосного отрицательного кристалла параллельно его оптической оси 00' (рис. 70). Внутри пластинки он разбивается на обыкновенный (о) и необыкновенный (одном направлении (перпендикулярно оптической оси), но с разными скоростями. Колебания вектора Е в е-луче происходят вдоль оптической оси кристалла, а в о-луче — перпендикулярно оптической оси.

Поскольку в о- и е-лучах колебания вектора Е взаимно перпендикулярны, то на выходе из пластинки получается эллиптически поляризованный свет (см. § 53, кп. 1).

В общем случае электрический вектор вышедшего из поляризатора плоскополяризованного луча составляет произвольный угол с оптической осью кристалла (рис. 71). Тогда амплитудные значения электрических векторов в обыкновенном (?,) и необыкновенном (?,) лучах соответственно равны

Пройдя пластинку толщиной с/, эти лучи приобретают оптическую разность хода (пя - n)d, а разность фаз между колебаниями электрического вектора о- и е-лучей на выходе из пластинки

Для лучей, прошедших пластинку

где ? и ? — соответственно составляющие напряженности электрического поля волны в обыкновенном и необыкновенном лучах; ф — разность фаз колебаний.

Для получения траектории результирующего колебания надо из уравнений (45.2) и (45.3) исключить время /:

откуда

Возводя это выражение в квадрат и складывая с

получаем

Уравнение (45.6) — уравнение эллипса, ориентация осей которого зависит от направления колебаний, входящих в кристаллическую пластинку (т. е. от угла а, см. рис. 71), и от разности фаз <р, вносимой этой пластинкой. Таким образом, в результате прохождения через кристаллическую пластинку (ее ориентация показана на рисунке а) плоскополяризованный свет превращается в эллиптически поляризованный.

Кристаллические пластинки в четверть волны, полволны и целую волну

Рассмотрим кристаллическую пластинку, вырезанную параллельно оптической оси. В предыдущем параграфе было показано, что в общем случае плоскополяризованный свет, проходя через кристаллическую пластинку, превращается в эллиптически поляризованный, описываемый уравнением (45.6):

Если оптическая разность хода между обыкновенным (о) и необыкновенным (е) лучами

[знак «+» соответствует отрицательным кристаллам, знак «—» — положительным!, то разность фаз, согласно (45.1),

ч уравнение (45.6) примет вид

т. е. получили эллипс, ориентированный относи- тельно главных осей кристаллической пластинки (рис. 72).

Если а (угол между электрическим вектором вышедшего из поляризатора плоскогтоляризован- ного луча и оптической осью кристалла) равен 45°, то ?, = ?! и уравнение (46.2) примет вид

в данном случае в результате прохождения через кристаллическую пласти нку гыоскополяризованный свет превращается в циркулярыо поляризованный (рис. 73).

Кристаллическую пластинку, вырезанную параллельно ее оптической оси, для которой оптическая разность хода определяется выражением

  • (46.1), называют пластинкой в четверть волны
  • (пластинкой -).
  • 4

Плоскополяризованный свет, пройдя пласгин-

X

ку -, на выходе превращается в эллиптически по-

J4S ляризованный (в частном случае циркулярно по- ляризованный). Конечный результат, как уже рас- сматривали, определяется разностью фаз ср и углом а.

Кристаллическую пластинку, вырезанную параллельно ее оптической оси, для которой оптическая разность хода между о- и е-лучами

называют пластинкой в полволны (пластинкой ~).

Здесь опять-таки знак «+» соответствует отрицательным кристаллам, знак «-» — положительным.

В случае пластинки в полволны, согласно

(45.1), <р = я и уравнение (45.6) примет вид

т. е. свет после прохождения пластинки ^ остается плоскополяризованным, но направление колебаний меняется на угол я — 2а, переходя в bb (рис. 74).

Кристаллическую пластинку, вырезанную параллельно оптической оси, для которой оптическая разность хода между о- и е-лучами

где знак «+» соответствует отрицательным кристаллам, знак «—» — положительным, называют пластинкой в целую волну.

В случае пластинки в целую волну, согласно

(45.2), ф = 2л и уравнение (45.6) примет вид

т. е. свет после прохождения кристаллической пластинки остается плоскополяризованным без изменения направления колебаний (колебания вдоль аа, рис. 75).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >