A．自然光 B．部分偏振 C．圆偏振光 D．线偏振光
17. 线偏振光通过半波片后，一定是 B 。
A．圆偏振光 B．线偏振光 C．椭圆偏振光 D．自然光
19. 在晶体中至少存在 C 个方向，当场强度E沿这些方向时，E与相应的电位移矢量D的方向相同。 A．1 B．2 C．3 D．4
三. 名词解释
???1 2 3 4
光轴：当光在晶体中沿某方向传播时不发生双折射，晶体内这种特殊方向称之为光轴。 晶体的磁光效应：媒质因磁场而引起的折射率变化，称为磁光效应。 晶体的电光效应：媒质因电场而引起的折射率变化，称为电光效应。
寻常光： Eo∥Do ， lso∥lko (1分)；即折射率与lk方向无关，与各向同性媒质中光传播情况一样(2
分)，故称为“寻常光”
5 非寻常光：一般情况下Ee不平行于 De (1分)，lke不平行于lse(1分)，折射率随lk的方向改变，与各
方向同性媒质中光传播情况不同，故称为“非寻常光”。(1分)
6 线偏振光的方位角：线偏振光的振动面与入射面间的夹角称为线偏振光的方位角。 7 补偿器：改变偏振态的器件叫补偿器。
8 线偏振光：电矢量E的方向永远保持不变(1分)，即在任一时刻，沿波传播方向上，空间各点E矢量
末端在x,y平面上的投影是一直线(1分)；或在空间任一点E的端点在相继各时刻的轨迹是一直线，这种电磁波在光学上称为线偏振光。(1分)
9 圆偏振光：电矢量E的端点所描述的轨迹是一个圆(1分)：即在任一时刻，沿波传播方向上，空间各
点E矢量末端在x,y平面上的投影是一个圆；(1分)或在空间任一点E的端点在相继各时刻的轨迹是一个圆，这种电磁波在光学上称为圆偏振光。(1分)
orP?0，rs?0，10 全偏振现象（15、布儒斯特角）：当入射光是自然光，入射角满足?1??2?90时，
即反射光中只有S波，没有
P波，这样的现象就叫全偏振现象。此时的入射角即为布儒斯特角?B，
tan?B?n2n1
11 马吕斯定律：从起偏器出射的光通过一检偏器，透过两偏振器后的光强I随两器件透光轴的夹角?而
变化，即I?I0cos2?称该式表示的关系式为马吕斯定律。
12 双 折 射：一束光射向各向异性的介质中，分为两束的现象。
13 晶体的主平面：光线在晶体中的传播方向与晶体光轴组成的平面称为该光线的主平面。 14 晶体的主截面：晶体光轴和晶面法线组成的面为晶体的主截面。
15 晶体的光轴：晶体中存在的一个特殊的方向，当光在晶体中沿此方向传播时不产生双折射现象。 16 二向色性：①有些各向异性的晶体对不同振动方向的偏振光有不同的吸收系数，这种特性称为二向色
性；②晶体的二向色性还与波长有关，即具有选择吸收特性；③此外，一些各向同性介质在受到外界作用时也会产生各向异性，并具有二向色性。
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四. 简答题
1 为什么在各向异性晶体中光波的相速度与能量传递速度不同？两者在方向和大小上有何关系？
解：一般晶体中三个主折射率n1222??1，n2??2，n3??3，不完全相等，(1分)导致D和E在一般
情况下不平行，使得光能流方向(光线方向)
ls与光波法线方向lk一般不重合，(1分)即光能不沿波法线方
向而是沿光线方向传播，等相面前进的方向（法线方向）既然与光能传播方向（光线方向）不同，(1分)其对应的速度—相速度（Vp）与光线速度（Vr）也就不同，(1分)两者在方向上有一夹角为α（D，E间夹角）大小关系如下：Vp?Vrcos?(1分)
2 简述波带片与透镜的区别与联系。
波带片：焦距不是单值的，因此一平行光入射到这种波带片上，在许多位置上都会出现亮点，有一系列虚焦点。成像时在像点周围会形成一些亮暗相间的同心环。(3分)
透镜：焦距是单值的，因此一平行光入射到透镜上只有一个亮点，成像时也只是一个亮点。(2分)
3 利用片堆产生偏振光的方法其原理是什么？(4分)
它是由一组平行玻璃片叠在一起构成，自然光以布鲁斯特角入射并通过片堆，因透过片堆的折射光连续以相同条件反射和折射，每通过一次界面，都从折射光中反射掉一部分垂直分量，(3分)最后使通过片堆的折射光接近一个平行于入射面的平面偏振光。(1分)
4 简述利用反射，折射产生偏振光的基本原理是什么？(4分)
解：⑴反射：如果光以布鲁斯特角入射到界面上，则反射光无平行分量，只有垂直分量，产生偏振光。（2分）
⑵折射：光通过单轴晶体时，在晶体内有一束光分成两束，通常两束光的传播速度不等，传播方向不同，两光束均为100%线偏振光，其光振动方向相互垂直。因此只要能把晶体内的这两个正交模式的光在空间分开，就可利用它制成偏振器。（2分）
5 自然光和圆偏振光都可看成是振幅相等、振动方向垂直的两线偏振光的合成，它们之间的主要区别是
什么？
答：合成自然光的两线偏振光之间无固定相位差（3分），而合成圆偏振光的两线偏振光之间有固定相位差，且为 ????2。（3分）
6 在激光级联放大系统中，利用法拉第效应的光隔离器的工作原理是什么？
答：利用法拉第效应的光隔离器的结构示意图如图所示，让偏振片P1与P2的偏振化方向之间成45 夹角，（2分）调整磁感应强度B，使通
0
磁致旋光材P1
0
过磁致旋光材料后的光的振动面相对P1的偏振化方向转过45 ，刚好能通过P2；（2分）但对于从后面光学系统（下级激光系统）各界面反射回来的光，经P2和磁致旋光材料后，其光的振动面又要再一次旋转
0
料
P2
45 ，而旋转后的振动面正好与P1的偏振化方向垂直，不能返回到上级激光系统，从而起到光隔离作用。（2分）
7 利用片堆产生偏振光的方法其原理是什么？(4分)
它是由一组平行玻璃片叠在一起构成，自然光以布鲁斯特角入射并通过片堆，因透过片堆的折射光连
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续以相同条件反射和折射，每通过一次界面，都从折射光中反射掉一部分垂直分量，(3分)最后使通过片堆的折射光接近一个平行于入射面的平面偏振光。(1分)
8 平面波正入射，光轴平行于正单轴晶体的晶面时，画出折射率椭球和折射率曲面，标出反射波矢（kr）
透射波矢（kt）及o光、e光的传输方向（So ,Se）并分析光线通过晶体后偏振态是否改变。 解：
d-n曲面（椭球法） (3分) k-n曲面（斯涅耳作图法）(3分) ∵n0
?ne，∴有光程差，偏振状态发生改变。(1分)
9 简述利用反射，折射产生偏振光的基本原理是什么？(4分)
解：⑴反射：如果光以布鲁斯特角入射到界面上，则反射光无平行分量，只有垂直分量，产生偏振光。（2分）
⑵折射：光通过单轴晶体时，在晶体内有一束光分成两束，通常两束光的传播速度不等，传播方向不同，两光束均为100%线偏振光，其光振动方向相互垂直。因此只要能把晶体内的这两个正交模式的光在空间分开，就可利用它制成偏振器。（2分）
10 画图说明片堆产生偏振光的方法其原理是什么？
解：
菲涅耳曲线
由菲涅耳曲线可知：当入射角θi=θB时，r∥=0,反射光无平行分量，只有垂直分量。(1分)自然光从θB角入射到片堆上，只有平行分量通过，垂直分量部分被反射掉，(1分)再经过平玻璃平行分量通过，垂直分量部分被反射掉，经过一系列平玻璃后出射光只剩平行分量，由此产生了偏振光。(1分)
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11 一观察者站在水池边观看从水面反射来的太阳光，若以太阳光为自然光，则观察者所看到的反射光是
自然光，线偏振光还是部分偏振光？它与太阳的位置有什么关系？为什么？ （1）当入射角?1 tg?B（2）当?1??B时，反射光为线偏振光，(2分)因此时R//?0R?R?
?1.331??B?53o即当?1?53o时反射光为线偏振光。(3分)
R//?R?反射光为自然光。(3分)
?0,和?1?90o（3）其他角度时，反射光为部分偏振光。(2分)
12 平面波正入射，光轴垂直于正单轴晶体的晶面时，画出折射率椭球和折射率曲面，标出反射波矢kr ，
透射波长kt ，o光、e光传输方向（So ,Se）并画图说明光线通过晶体后偏振态是如何改变的。（7分） 解：
(3分)
因为π平面为一个圆，所以no=ne P平面光线没有分开，k0∥ke∥so∥se且no=ne，所以无光程差，无相位差，因此偏振方向不改变，偏振状态不改变。(1分)
13 由平行平面玻璃片叠在一起所构成的“片堆”产生偏振光的原理？
答：采用“片堆”可以从自然光获得偏振光。其工作原理是：“片堆”是由一组平行平面玻璃片叠在一起构成
的，当自然光以布儒斯特角(?B)入射并通过“片堆”时，因透过“片堆”的折射光连续不断地以布儒斯特角入射和折射，每通过一次界面，都会从入射光中反射掉一部分振动方向垂直于入射面的分量，最后使通过“片堆”的透射光接近为一个振动方向平行于入射面的线偏振光。
14 在同一种介质中，有电场数值为E 的圆偏振光和电场振幅为E 的线偏振光。给出两束光的强度关系
并简要说明其原因。
答: 圆偏振光的强度为线偏振光强度的两倍。
原因：电场为E 的圆偏振光可以分解为两个振动方向互相垂直、电场振幅为E 的线偏振光，因为这两束线偏振光的强度相等，且偏振方向互相垂直，不会发生干涉，故圆偏振光的强度就等于上述为两束线偏振光的强度之和，也就是一束线偏振光强度的两倍。
15 自然光和圆偏振光都可看成是传播方向相同、振幅相等、振动方向垂直的两线偏振光的合成，它们之
间的主要区别是什么？
答：合成自然光的两线偏振光之间无固定相位差，而合成圆偏振光的两线偏振光之间有固定相位差，且为 ????2。
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