Получение циркулярно поляризованного света
Получение линейно поляризованного света и его анализ
Линейно поляризованный свет получают из естественного, с помощью устройств, которые называются поляризаторами. Эти устройства свободно пропускают колебания, параллельные плоскости, которую называют плоскостью поляризации. Действие поляризаторов основывается на использовании либо закона Брюстера для отражения и преломления света на границе раздела двух прозрачных изотропных диэлектриков, либо явления двойного лучепреломления в одноосных анизотропных кристаллах.
Провести анализ линейно поляризованного света - значит определить положение его плоскости поляризации в пространстве. Для анализа линейно поляризованного света используются приспособления, которые называются анализаторами. В качестве анализаторов применяются те же устройства, которые служат для получения линейно поляризованного света. Интенсивность света 
, пропущенного анализатором, меняется в зависимости от угла 
между плоскостью поляризации падающего на него линейно поляризованного света с плоскостью анализатора как
, (1)
где 
- коэффициент прозрачности анализатора; 
- интенсивность линейно поляризованного света, падающего на анализатор. Формула (1) носит название закона Малюса.
Получение циркулярно поляризованного света
Как известно из теории колебаний [1-3], то или иное состояние поляризации получается при совместном действии двух взаимно перпендикулярных монохроматических световых волн равной частоты, распространяющихся в одном направлении 
, при определенных отношениях их амплитуд 
и 
и разности фаз 
.
Так, циркулярно поляризованная волна получается в случае выполнения условий:
а) 
;
б) 
,
что соответствует оптической разности хода складывающихся волн 
, где 
- длина волны монохроматического света 
.
Если хотя бы одно условие нарушается, результирующая световая волна будет или эллиптически, или линейно поляризованной.
Рассмотрим один из методов практического получения циркулярно поляризованного света.
Из вышеизложенного следует, что для получения циркулярно поляризованного света необходимо:
1) получить две взаимно перпендикулярные с одинаковыми амплитудами и монохроматические световые волны равной частоты, распространяющиеся в одном направлении ;
2) создать между этими волнами разность фаз .
Для получения двух взаимно перпендикулярных линейно поляризованных волн, распространяющихся в одном направлении, необходимо пропустить монохроматический линейно поляризованный свет с длиной волны , через плоскопараллельную пластинку 
толщиной 
, вырезанную из анизотропного кристалла таким образом, чтобы плоскость 
, на которую падает свет, была параллельна оптической оси 
кристалла. В этом случае говорят, что пластинка вырезана параллельно оптической оси. Линейно поляризованная световая волна, попадая в тонкую пластинку, разбивается на две - обыкновенную и необыкновенную. Будучи линейно поляризованными, во взаимно перпендикулярных плоскостях, эти волны, распространяясь в пластинке с различными скоростями, приобретут на выходе из нее разность фаз , между собой равную
,
где 
и 
показатели преломления, соответственно, обыкновенной и необыкновенной волн в кристалле. Оптическая разность хода при этом равна
.
Для получения разности фаз, равной 
, между обыкновенной и необыкновенной волнами на выходе из пластинки необходимо, чтобы пластинка имела такую толщину , при прохождении через которую между обыкновенной и необыкновенной волнами накопилась бы разность фаз, равная (оптическая разность хода ).
Толщина пластинки определится как
.
При 
толщина пластинки, создающая необходимую разность фаз, будет минимальна и равна 
.
Кристаллическую пластинку, в которой оптическая разность хода между обыкновенной и необыкновенной волнами на выходе равна 
, называют «пластинка » или «четвертьволновая пластинка».
Для получения одинаковых амплитуд у обыкновенной и необыкновенной волн, распространяющихся в кристаллической пластинке, необходимо ориентировать пластинку относительно плоскости поляризации падающего на нее линейно поляризованного света таким образом, чтобы плоскость поляризации падающего света составляла с оптической осью пластинки угол , равный 
.
Упражнение 1.Получение линейно поляризованного света. Проверка закона Малюса.
Цель упражнения:ознакомиться с одним из методов получения линейно поляризованного света и методом его анализа.
Задание
1. Определите азимут плоскости поляризации линейно поляризованного света.
2. Проведите экспериментальную проверку закона Малюса.