Optics9.4 光的五种偏振态自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏振光椭圆偏振光(1）自然光光场中的任一点、任一传播方向，都同时存在着大量各种随机取向的横振动，且没有固定的位相差，因而，在与传播方向垂直的任一方向上的振动都是相等的。这种类型的光称为自然光。一般的热辐射光源发出的光波都是自然光任一原子或分子的任一次辐射，都E,具有恒定的振动方向，会产生一列hV=△E振动面确定的线偏振光AE发光是自发辐射过程，发光原子间无关联E大量原子热运动或跃迁发光：固体材料中原子的体积密度~1023/cm3空间分布均匀性-光失量方向任意k时间分布均匀性-初相位可以取0-2元之间的任意值
9.4 光的五种偏振态 (1) 自然光 光场中的任一点、任一传播方向，都同时存在着大量各种随机取向的横振动，且没 有固定的位相差，因而，在与传播方向垂直的任一方向上的振动都是相等的。这种 类型的光称为自然光。一般的热辐射光源发出的光波都是自然光。 • 任一原子或分子的任一次辐射，都 具有恒定的振动方向，会产生一列 振动面确定的线偏振光 • 发光是自发辐射过程，发光原子间 无关联 • 大量原子热运动或跃迁发光：固体 材料中原子的体积密度~1023/cm3 • 空间分布均匀性-光矢量方向任意 • 时间分布均匀性-初相位可以取0-2π 之间的任意值 E2 E1 hν=ΔE ΔE k 自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光
Optics9.4光的五种偏振态(2）线偏振光只包含单一振动方向的光称为线偏振光或平面偏振光。其振动方向和传播方向构成的平面称为振动面。。光失量在垂直于传播方向的平面内的投影为一条直线。任意的线偏振光可以看做是由振动方向正交、相位相同E或相反的两个线偏振光合成的H振动面AE反相同相kEEHE,(=,t)= Acos(ot -kz)E,(z,t)= Acos(ot -kz)E,(z,t)= Acos(t - kz+元)E,(z,t)= Acos(ot -kz)考量偏振时，一般在一个固定点，因此可以省K略空间相位，由此得到垂直偏振11{E, (t)= Acos otE, (t)= Acos otE.(t) = Acos(ot +元E (t)=Acosot水平偏振
9.4 光的五种偏振态 (2) 线偏振光 只包含单一振动方向的光称为线偏振光或平面偏振光。其振动方向和传 播方向构成的平面称为振动面。光矢量在垂直于传播方向的平面内的投 影为一条直线。任意的线偏振光可以看做是由振动方向正交、相位相同 或相反的两个线偏振光合成的。 E E x E y x y O 垂直偏振 水平偏振 反相 k E E x E y k E x ( , ) cos( ( , ) cos( ) ) x E z t A t kz y E z t A t kz ( ( , ) cos( , ) cos( ) ) x E z y E z t t A t A t k kz z E x E E y x y O 同相 考量偏振时，一般在一个固定点，因此可以省 略空间相位，由此得到 ( ( ) co ) cos s y x E t E t t A t A ( ) ( ) c s( ) os co y E t A t x E t A t
Optics9.4光的五种偏振态(3）部分偏振光在各不同方向的横振动中，某一方向占有优势，这类光波称为部分偏振光。部分偏振光是介于自然光和线偏振光之间的一种状态。可以看做自然光和线偏振光的叠加。部分偏振光的偏振程度用偏振度来衡量：偏振度minmaxP:1+Iminmax米+-P=0，自然光（或非偏振光）P=1，线偏光
9.4 光的五种偏振态 (3) 部分偏振光 在各不同方向的横振动中，某一方向占有优势，这类光波称为部分偏振光。 部分偏振光是介于自然光和线偏振光之间的一种状态。可以看做自然 光和线偏振光的叠加。部分偏振光的偏振程度用偏振度来衡量： max min max min I I P I I P=0，自然光（或非偏振光） P=1，线偏光 偏振度
Optics9.4光的五种偏振态(4）圆偏振光1在一个垂直于波矢的固定平KO面内观察，光矢量旋转，大小不变，端点轨迹扫出一个Z1圆形的轨迹，这类光波称为圆偏振光。x当迎着传播方向观察，电失量逆时针转动，称为左旋圆偏振光；电失量顺时针转动称为右旋圆偏振光：
9.4 光的五种偏振态 (4) 圆偏振光 在一个垂直于波矢的固定平 面内观察，光矢量旋转，大 小不变，端点轨迹扫出一个 圆形的轨迹，这类光波称为 圆偏振光。 当迎着传播方向观察，电矢 量逆时针转动，称为左旋圆 偏振光；电矢量顺时针转动， 称为右旋圆偏振光： 0 t 2 t 1 t 3 t 4 t x y
Optics9.4光的五种偏振态（4）圆偏振光圆偏振光的物理图像：某一光矢量端点随时间变化的轨迹不是螺旋线在某一时刻，波场空间所有光矢量的端点是螺旋线；在固定点，合振动电矢量随时间变化旋转+X
9.4 光的五种偏振态 (4) 圆偏振光 圆偏振光的物理图像：某一光矢量端点随时间变化的轨迹不是螺旋线。 x t, 在某一时刻，波场空间所有光矢量的端点是螺旋线；在固定点，合振 动电矢量随时间变化旋转。 x