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机器视觉基础-光的偏振

时间:2012-09-20来源:www.shixinhua.com石鑫华视觉网 作者:石鑫华 点击: 999999次

光的偏振


        光的偏振(polarization of light)振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振,它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振。只有横波才能产生偏振现象,故光的偏振是光的波动性的又一例证。在垂直于传播方向的平面内,包含一切可能方向的横振动,且平均说来任一方向上具有相同的振幅,这种横振动对称于传播方向的光称为自然光(非偏振光)。凡其振动失去这种对称性的光统称偏振光。


偏振光

线偏振光

        在光的传播过程中,只包含一种振动,其振动方向始终保持在同一平面内,这种光称为线偏振光(或平面偏振光)。你可以通过一个实验想象这是一种什么景象:你把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上,另一头拿在你手里。再假定绳子是从篱笆的两根竹子的正当中穿过去的。如果你现在拿绳子上下振动,绳子产生的波就会从两根竹子之间通过,并从你的手传到那棵树上。这时,那座篱笆对你的波来说是"透明的"。但是,要是你让绳子左右波动,绳子就会撞在两根竹子上,波就不会通过篱笆了,这时这座篱笆就相当于一个起偏振器件。
偏振光
偏振光

部分偏振光

  光波包含一切可能方向的横振动,但不同方向上的振幅不等,在两个互相垂直的方向上振幅具有最大值和最小值,这种光称为部分偏振光。自然光和部分偏振光实际上是由许多振动方向不同的线偏振光组成。
  当光线从空气(严格地说应该是真空)射入介质时,布儒斯特角的正切值等于介质的折射率n。由于介质的折射率是与光波长有关的,对同样的介质,布儒斯特角的大小也是与光波长有关的。以光学玻璃折射率1.4-1.9计算,布儒斯特角大约为54-62度左右。当入射角偏离布儒斯特角时,反射光将是部分偏振光。

椭圆偏振光

  在光的传播过程中,空间每个点的电矢量均以光线为轴作旋转运动,且电矢量端点描出一个椭圆轨迹,这种光称为椭圆偏振光。迎着光线方向看,凡电矢量顺时针旋转的称右旋椭圆偏振光,凡逆时针旋转的称左旋椭圆偏振光。椭圆偏振光中的旋转电矢量是由两个频率相同、振动方向互相垂直、有固定相位差的电矢量振动合成的结果(见波片)。

圆偏振光

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