Анализ поляризованного света

На глаз нельзя отличить поляризованный свет от неполяризованного света. Для этих целей используются поляризаторы, фазовые пластинки и компенсаторы. Если поворотом поляроида можно полностью погасить свет, то он линейно поляризован. Сложнее обстоит дело с анализом циркулярно и эллиптически поляризованного света. С помощью одного поляроида нельзя отличить циркулярно поляризованный свет от естественного света и эллиптически поляризованный свет от частично поляризованного. В первом случае поворот поляроида не влияет на интенсивность света, прошедшего через поляроид, независимо от того, естественный он или циркулярно поляризован. Во втором случае при повороте поляроида интенсивность света изменяется от некоторого максимального значения I_max. до I_min¹0.

В отличие от естественного и частично поляризованного света циркулярно и эллиптически поляризованный свет можно превратить в линейно поляризованный свет с помощью фазовых пластинок или компенсаторов, и по этому признаку определить вид их поляризации. Как указывалось выше, циркулярно поляризованный свет можно представить как совокупность колебаний двух взаимно перпендикулярных компонент со сдвигом по фазе . Если в эти колебания удастся внести дополнительный сдвиг по фазе, равный p/2, то суммарный сдвиг по фазе станет кратным π, , что соответствует уже линейной поляризации. Таким образом, если на пути циркулярно поляризованной волны поместить пластинку, вырезанную из кристалла параллельно его оптической оси (Рис.11), то вследствие двойного лучепреломления пространственного разделения обыкновенного и необыкновенного лучей не происходит, но по мере прохождения через пластинку между лучами возникает дополнительная оптическая разность хода Δ`=d(n<sub>e</sub>-n<sub>o</sub>). Толщину пластинки d можно подобрать так, чтобы Δ`=(2k+1)p/4. Такая пластинка называется фазовой пластинкой в четверть длины волны. Она будет вносить дополнительный сдвиг по фазе, кратный нечетному числу p/2. При выходе из пластинки свет, ранее поляризованный циркулярно, станет линейно поляризованным, и его можно будет погасить с помощью поляроида. На естественный свет фазовая пластинка такого действия не оказывает, т.к. сдвиг по фазе между взаимно перпендикулярными компонентами естественного света постоянно изменяется во времени.

Сдвиг по фазе между колебаниями взаимно перпендикулярных компонент эллиптически поляризованного света может отличаться от значения  и определяет ориентацию эллипса колебаний в пространстве (Рис.2в, д). Для анализа эллиптически поляризованного света на пути его лучей помещают компенсатор, с помощью которого можно плавно изменять оптическую разность хода между обыкновенным и необыкновенным лучом. Таким образом, в компенсаторе всегда найдутся места, при выходе из которых составляющие компоненты приобретают суммарный сдвиг по фазе . Если за компенсатором поставить поляроид, то при повороте поляроида в поле зрения будут появляться темные полосы. На частично поляризованный свет компенсатор такого действия не оказывает, т.к. взаимно перпендикулярные компоненты частично поляризованного света относительно друг друга не когерентны (δφ ≠ const).