Doppelbrechung in Viertelwellenplatte und Nicol-Prisma

Ich habe in einem der Lehrbücher (lokaler Autor) gelesen, dass, wenn ein unpolarisiertes Licht durch ein Nicol-Prisma (parallel zu den langen Seiten des Hauptabschnitts) geleitet wird, sich der Lichtstrahl in zwei aufteilt, nämlich den gewöhnlichen Strahl und den außerordentlichen Strahl, und wenn der Winkel Wenn der Einfallswinkel größer als der kritische Winkel ist, wird der o-Strahl einer Totalreflexion unterzogen, während der e-Strahl austritt (und somit ein linear polarisiertes Licht erhalten wird). In einem anderen Abschnitt, in dem die Erzeugung von zirkular polarisiertem Licht beschrieben wird, heißt es, dass, wenn ein linear polarisiertes Licht senkrecht zur optischen Achse auf eine Viertelwellenplatte einfällt, der Lichtstrahl in einen O-Strahl und einen E-Strahl (mit einer Phasendifferenz von 90 Grad). Meine Verwirrung liegt in dem Diagramm, das sie für die Analyse eines ebenen polarisierten Lichts mit einem Nicol-Prisma gezeigt haben ...

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Antworten (1)

Die in der Figur gezeigte Situation betrifft die Situation, in der der Polarisator und der Analysator ihre "Durchgangsachse" ausgerichtet haben.

Da jeder von ihnen die Licht-/elektrische Feldkomponente entlang der Achse senkrecht zur Durchgangsachse eliminieren soll, wenn linear polarisiertes Licht auf einen Polarisator einfällt, dann soll der Ausgang des Polarisators Licht mit elektrischen Feldoszillationen nur entlang einer bestimmten haben Achse und nichts entlang der senkrechten Achse. Wenn nun die Durchgangsachse des Analysators ebenfalls mit dieser Achse ausgerichtet ist, soll das Ausgangslicht des Analysators der gesamte Lichteingang auf den Analysator sein, da keine Komponente eliminiert wird. Das heißt, dies wäre die Position maximaler Lichtintensität durch den Analysator.

Wenn Sie jedoch die Durchgangsachse des Analysators um die Durchgangsachse des Polarisators um einen Winkel drehen θ , nur der cos ⁡ θ Komponente des Lichts muss parallel zur Durchgangsachse sein und durchgehen, während die andere Sünde ⁡ θ Komponente würde vom Analysator blockiert werden, da sie senkrecht steht. Somit wäre die Intensität in dieser Position ICH = ICH 0 cos 2 ⁡ θ , Wo ICH 0 ist die maximale Lichtstärke. (Malus-Gesetz.)

Wenn Sie erhöhen θ , es vollständig zwischen verschieben 0 Und 2 π , dh volle Drehung im Kreis, gibt es zwei Punkte θ = π / 2 Und 3 π / 2 , wo Lichtschwingungen genau senkrecht zur Durchgangsachse sein sollten und daher die beobachtete Intensität verschwinden würde. Andererseits gibt es auch zwei Positionen θ = 0 Und π , Wo ICH = ICH 0 (maximal).

So analysieren Sie mit diesen Instrumenten linear polarisiertes Licht. Auch wenn die Art des ursprünglichen Lichts unbekannt ist, erfahren Sie auf diese Weise, dass das einfallende Licht ursprünglich linear polarisiert war.

Wie Sie sagten, wenn planar polarisiertes Licht durch einen Polarisator geleitet wird, hat es nur Vibrationen entlang einer Ebene. Wie ich erwähnte, dass in meinem Text steht, dass planar polarisiertes Licht in zwei Teile geteilt wird ... O-Strahl und E-Strahl (Ebene der Schwingung für diese Strahlen stehen zueinander senkrecht) von qwp, dann ist diese Aussage im Text falsch. Gehe ich falsch an, wenn ich annehme, dass qwp und Polarisator im Fall der Doppelbrechung etwas ähnlich sind?
@AbhishekPallipparagopakumar - Sehen Sie, wenn sich Strahlen in zwei Teile "aufteilen", erfahren sie unterschiedliche Brechungsindizes und bewegen sich daher mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Das bedeutet, dass nach einer gewissen Strecke durch dieses Material eine gewisse Wegdifferenz und damit eine gewisse Phasendifferenz vorhanden sein wird. Bei einem QWP wählt man diesen Abstand lediglich so, dass die Phasenverschiebung zwischen den beiden Komponenten exakt ist π / 2 , das ist alles. Bei ansonsten gleichem Abstand würde die Phasenverzögerung bei einer Verdopplung des Abstandes anwachsen π , und Sie werden eine sogenannte Halbwellenplatte haben!
@AbhishekPallipparagopakumar - Der andere Teil der Geschichte, den Sie vielleicht vermissen, ist, dass ein zirkular polarisiertes Licht zwei senkrechte Komponenten gleicher Intensität hat π / 2 Radiant auseinander. Wenn also CP-Licht durch eine QWP geht, dann dies π / 2 aufgrund von QWP fügt hinzu π / 2 ursprünglich vorhanden, und die Phasendifferenz ändert sich zu π . Dann haben Sie linear polarisiertes Licht. Danach würden Polarisator und Analysator die im Beitrag erwähnte Wirkung hervorrufen. So analysiert man zirkular polarisiertes Licht. :)
Ich habe den letzten Satz im letzten Kommentar "danach ......" nicht verstanden. Ich unterstütze die Tatsache, dass es zwei zueinander senkrechte Komponenten für ein CP-Licht gibt und es die Phasendifferenz von 90 zusammen ist, die es ausmacht it CP. Meine erste Frage ist, dass auch linear polarisiertes Licht zwei zueinander senkrechte Komponenten hat? Ich habe nur darüber nachgedacht, was Sie gesagt haben, wenn ein CP-Licht durch qwp 90 geleitet wird, wird wieder eine Phasendifferenz zwischen zwei Komponenten eingeführt (ein Absurdes Frage).Auch im CP-Licht werden die beiden zueinander senkrechten Komponenten O-Strahl und E-Strahl genannt.
ans 1. Im Allgemeinen kann linear polarisiertes Licht zwei Komponenten senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichts haben (aufgrund der transversalen Natur derselben). Aber sie haben keinen Phasenunterschied zwischen sich, dh sie wachsen und fallen zusammen mit der Zeit. z.B E X = E 1 Sünde ⁡ ( ω T ) Und E j = E 2 Sünde ⁡ ( ω T ) , so dass E j / E X = E 2 / E 1 = C Ö N S T T jederzeit. Anders sieht es hingegen bei CP light aus. Die beiden Komponenten haben a π / 2 Phasendifferenz, wenn einer ein Sinus ist, ist der andere ein Kosinus. Wenn also einer seinen Höhepunkt erreicht, erlischt der andere. In diesem Fall (Fortsetzung)
(Forts.) Die Komponenten können dargestellt werden als E X = E 1 Sünde ⁡ ( ω T ) Und E j = E 1 cos ⁡ ( ω T ) , was ein Spezialfall von elliptisch polarisiertem Licht mit ist E 1 = E 2 . Wenn wir also die Zeit zwischen den beiden Gleichungen eliminieren müssen, können wir das Verhältnis nicht bestimmen E j / E X wie früher, da dies eine Funktion der Zeit wäre. Mit T eliminiert, man bleibt übrig E X 2 + E j 2 = E 0 2 , das ist die Kreisgleichung, daher der Name. Ans. 2 Nein, im CP-Licht werden die beiden Komponenten nicht o- und e-Strahlen genannt, diese Nomenklatur gilt nur, wenn sie sich in einem anisotropen Medium ausbreitet, das (Forts.)
(Forts.) erlaubt unterschiedliche Geschwindigkeiten in unterschiedliche Richtungen. o und e stehen für ordentlich bzw. außerordentlich. Dies sind die Lösungen der Maxwell-Gleichungen in anisotropen Medien oder die sogenannten Fresnel-Gleichungen der Wellennormalen. Eine detaillierte Erklärung all dessen würde den Rahmen dieser Kommentare bei weitem sprengen. Vielleicht möchten Sie eines der Schlüsselwörter in meinen Kommentaren googeln und / oder auf ein Standard-Optik-Lehrbuch verweisen. :)
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