【偏振原理3】圆偏振光

3D显示中广泛使用的偏光显示方法具有不闪&＃xff08;No flash&＃xff09;的优点&＃xff0c;它的基本原理基于偏振光。目前偏振光分为线偏振和圆偏振两种类型&＃xff0c;其原理详述如下。

3. 圆偏振光

园偏振镜是由一块线偏振镜和一块四分之一波片组成的。四分之一波片是用一种各向异性介质做成的。光在这种介质中传播时&＃xff0c;可以分解为两种光矢量相互垂直的线偏振光&＃xff0c;一种称为寻常光线&＃xff08;Ordinary light&＃xff0c;O光&＃xff09;&＃xff0c;另一种称为非常光线&＃xff08;Extra-ordinary light&＃xff0c;E光&＃xff09;。这两种光在介质中的传播速度是不同的。当一束线偏振光以适当的方向&＃xff08;即偏振方向与O光、E光方向均成45度&＃xff09;射入这种介质中时&＃xff0c;就能分解成强度相等的O光和E光在介质中传播&＃xff08;如下图&＃xff0c;红色矢量表示入射偏振光方向&＃xff0c;振动着的红点分别表示O光和E光方向&＃xff09;。

由于O光与E光在各向异性介质中的传播速度不同&＃xff0c;入射时线偏振光分解成的O光与E光是同相位的。经过一段距离的传播后&＃xff0c;O光与E光之间就会产生一定的相位差。

如果各向异性介质的厚度正好使O光与E光在射出介质时的相位差为90度&＃xff0c;即二分之一PI时&＃xff0c;两种光合成时就是一种光矢量&＃xff08;偏振面&＃xff09;沿着园周转动的特殊偏振光。这种偏振面不断地在转动的偏振光就是园偏振光。&＃xff08;如下图&＃xff0c;红点表示O光与E光&＃xff0c;请注意&＃xff0c;此时O光与E光有90度的位相差。红色箭头就是转动着的合成光矢量。&＃xff09;

但是&＃xff0c;如果O光与E光之间的位相差不是90度&＃xff0c;则合成的光就会是不同椭园度的椭园偏振光&＃xff08;或者线偏振光&＃xff09;。下图列出了几种不同位相差时的情况。

我们知道&＃xff0c;园周角是360度&＃xff0c;相当于一个波长。上述的90度位相差也就相当于四分之一的波长。如果各向异性介质的厚度正好能在O光与E光之间引起90度的位相差&＃xff0c;就能把一定偏振方向的线偏振光“变成”园偏振光。因此我们称其为四分之一波片。如果这种介质的厚度引起了180度的位相差&＃xff0c;就会使入射的线偏振光“转过”了90度&＃xff08;下图&＃xff09;。我们称其为半波片。前面说过&＃xff0c;园偏振滤镜就是由线偏振镜加上一块四分之一波片组成的&＃xff0c;而且&＃xff0c;线偏振镜的偏振方向与四分之一波片的O光&＃xff08;或E光&＃xff09;成45度的。

以上是园偏振镜的原理&＃xff0c;而我们实际上使用的园偏振滤镜&＃xff0c;并不能产生真正的园偏振光。