Transcript โพลาไรเซชันของแสง

4
โพลาไรเซชันของแสง
1
โพลาไรเซชันเชิงเส้น


Ex  iˆEox coskz  t  E y  ˆjEoy coskz  t 

Enet  iˆEox  ˆjEoy coskz  t 


Enet
y
x


Ey

Ex
z
2
โพลาไรเซชันวงกลม




ˆ
ˆ
Ex  i Eo coskz  t  E y  jEo cos kz  t  
2


Enet  Eo coskz  t iˆ  sinkz  t  ˆj


y
x
z
3
Left
CCW
y
x
CW
z
Right
4
โพลาไรเซชันวงรี


Ex  iˆEox coskz  t  E y  ˆjEoy coskz  t   
2
 E y   Ex 
 E x  E y 

 

 cos  sin2 




2
 E  E 
E  E 
 ox  oy 
 oy   ox 
 = 0, 
2
Ey
Ex
 = ±/2 & Eoy=Eox

Eoy
Eox
E y2  E x2  Eo2
5
Ey
 = 0, ,  /2
a
วงรีหมุนแกน
tan2a 
2 Eoy Eox
Eox2  Eoy2
cos
 = /8
=0

E
Ex
 = 3/8
 = /4
 = /2
6
Polarizer
Dichroism
birefringence
reflection
Linear polarizer
Circular polarizer
Elliptical polarizer
scattering
types
techniques
7
Dichroism
Ix
z
Iy
z
Selective absorption kx>ky
8
Wire grid polarizer
Transmission axis
9
plastic polaroid
Transmission axis
10
ผลึกไดโครอิค
Dichroic crystal
Tourmaline mineral
11
กฎของมาลุส
polarizer
analyzer

Unpolarized
Io
polarized
I1< Io/2
polarized
I 2  I 1 cos2 
12
birefringence
nz
1
+
nx

1
z
y
x
ny

1

13
Birefringent crystal :calcite
Optic axis
14
ตารางดัชนีหกั เหที่ lNa=589.3 nm
15
การหักเหสองแนว
Extraordinary ray
Ordinary ray
Optic axis
16
E// PS (E-ray)
E
OA
E
s
k
v||
k
v|
surface
PS –Principle section ระนาบที่มี optic axisวางอยู่17
E | PS (o-ray)
E
s
E
k
k
OA
surface
18
Birefringent polarizer
Nicol prism
Optic axis
O- ray
68o
68o
E- ray
ne<n<no
19
Birefringent polarizer
OA
Glan-Foucault
Glan Thompson
38.5o
E- ray
1
nE 
 no
sin 
O- ray
20
Birefringent polarizer
OA1
Wollaston prism
nE  no
E- ray
O- ray
21
แผ่นหน่วงคลื่น:Retarder
OA
22
OA
OA
n|
n|
|
d
  n  n|| d
 
2
lo
n  n|| d
OA
Quarter wave plate = /2
Half wave plate = 
23
แผ่นครึ่ งคลื่น
Half wave plate
OA
fast
slow
2

l/2
24
แผ่นเสี้ ยวคลื่น
quarter wave plate
OA
fast
CW
slow
45o
l/4
25
45o
l/4+ l/4= l/2
fast
CW
slow
45o
l/4
l/4
26
=?
45o
CW
45o
l/4
l/4
l/4
fast
slow
27
สมการเฟรสเนล
E | PI
E || PI
 E or
r  
 E oi

ni cos  i  nt cos  t
 
  ni cos  i  nt cos  t
 Eot
t   
 E oi

2 ni cos  i
 
  ni cos  i  nt cos  t
 E or
r||  
 E oi
 nt cos i  ni cos t
 
|| nt cos i  ni cos t
 Eot
t||  
 E oi

2 ni cos i
 
|| ni cos t  nt cos i
28
E | PI
Ei
Bi
i r
Bt
t
Er
Br
Et
 E or
r  
 E oi

ni cos  i  nt cos  t
 
  ni cos  i  nt cos  t
 Eot
t   
 E oi

2 ni cos  i
 
  ni cos  i  nt cos  t
29
E || PI
Ei
Bi
i r
Bt
 E or
r||  
 E oi
t
 nt cos i  ni cos t
 
|| nt cos i  ni cos t
Er
Br
Et
 Eot
t||  
 E oi

2 ni cos i
 
|| ni cos t  nt cos i
30
Ei  Er  Et
Ei
Bi
Ei cos i  Er cos r  Et cos t
Er
i r
t
Bt
B
Bi  Br  Bt (H)
r
Et
Ei 
c
c
c
Bi Er  Br E t  Bt
nt
ni
ni
ni Ei  ni Er  nt Et
 E or
r||  
 E oi
 nt cos i  ni cos t
 
|| nt cos i  ni cos t
 Eot
t||  
 E oi

2 ni cos i
 
|| ni cos t  nt cos i
31
สมการเฟรสเนล+กฏของสเนล
sin i   t 
r  
sin i   t 
E | PI
2 sin t cos i
t 
sin i   t 
tan i   t 
r|| 
tan i   t 
E || PI
2 sin t cos i
t|| 
sin i   t cos i   t 
32
33
แสงโพลาไรซ์ จากการสะท้อน
tan i   t 
r|| 
tan i   t 
r||  0
tani  t   
i -->Polarizing angle--> p
ni sin i  nt sin t
i+t=90o
(Brewster angle)
nt
tan p 
ni
34
33o 33o
56o 56o
n=1.5
n=1.5
35
56o 56o
33o
Brewster window
Pile of plate polarizer
36
การเปลี่ยนเฟสจากการสะท้อน
สะท้อนภายนอก
ni < nt
sin i   t 
r  
sin i   t 
i > t
r  0 กลับเฟส
สะท้อนภายใน
ni > nt
i < t
r  0 ไม่กลับเฟส
37
สะท้อนภายนอก
i < p
i > p
สะท้อนภายใน
i p’
i > p’
tan i   t 
r|| 
tan i   t 
r||  0 ไม่กลับเฟส
r||  0 กลับเฟส
r||  0 กลับเฟส
r||  0 ไม่กลับเฟส
38
Phase shift

Phase shift
0
30o
r||
60o
30o
60o
90o
r
internal
c
42o
External
p 56o
0

0
90o
Phase shift
Phase shift

r External

30o
r||
60o
90o
internal
p'
0
33o
30o
60o
90o
39
ค่ าการสะท้ อนและค่ าการทะลุผ่าน
1
I  cE02
2
Acos i
2
I r A cos r  E or 
  r 2
R
 
I i A cos i  E oi 
I t A cos t
2 nt cos t
t
T
ni cos i
I i A cos i
Acos r
i r
A
t
Acos t
40
ni cos i  nt cos t
r 
ni cos i  nt cos t
nt cos i  ni cos t
r|| 
nt cos i  ni cos t
2 ni cos i
t 
ni cos i  nt cos t
2ni cos i
t|| 
ni cos t  nt cos i
i=0
(แสงตกตั้งฉาก)
ni  nt
r 
  r||
ni  nt
2 ni
t 
 t||
ni  nt
 ni  nt 

R  R||  
 ni  nt 
4 ni nt
T  T|| 
n n
i
t

2

2
41
42
แสงโพลาไรซ์จากการกระเจิง
I sc  
4
43