偏振片的原理

偏振片的原理

偏振片的原理

偏振片由二向色性材料制成。 当光波通过偏振片时， 其中正交偏振分量之一被偏振片强烈吸收， 而对另一分量则吸收较弱， 因此可以用偏振片将自然光转换为线偏振光。 偏振片对入射光具有遮蔽和透过的功能，可使纵向光或横向光一种透过，一种遮 蔽。它是由偏振膜、内保护膜、压敏胶层及外保护膜层压而成的复合材料。有黑白和彩色二类，按应用又可分成透射、透反射及反透射三类。一般用高分子化合物聚 乙烯醇薄膜作为基片，再浸染具有强烈二向色性的碘，经硼酸水溶液还原稳定后，再将其单向拉伸4~5倍制成。拉伸后，碘分子则整齐地被吸附在排列在该薄膜上 面，具有起偏或检偏性能。偏振光的概念和产生：

光具有矢量性——光是一种横波：

H E S ?=（K 为波面的法线方向，S 为光波的能量传播方向。在各种同性的介质中S 与K 同向。在各向异性的介质中S 与K 不同向）。

改变偏振态的方法和器件

常见的起偏或检偏的元件构成有两种：

1.光学棱镜。如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，它是利用光学双折射的原理制成的；

2.偏振片。它是利用聚乙烯醇塑胶膜制成，它具有梳状长链形结构分子，这些分子平行排列在同一方向上，此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过，因而产生线偏振光.

马吕斯定律：马吕斯在1809年发现，完全线偏振光通过检偏器后的光强可表示为I 1 = I 0 cos 2α，其中的α是检偏器的偏振方向和入射线偏振光的光矢量

振动方向的夹角：

实验中我们用两块格兰棱镜充当起偏器和检偏器，通过硅光电池的响应电流检测偏光强度的方法来验证马吕斯定律。

由于

r n i n r i sin 20sin 1,2/0==π

则

1

2cos 0sin 0cos 0sin 0tan n n i i i i ===γ 若n 1为空气，则tg i 0 = n 2，这样，当介质折射率一定时，i 0就唯一地被确

定。

偏振片可以把入射光、复合光、或单色光变成线偏振光，再经过偏振片使光完全消光

可以使天然光变成偏振光的光学元件叫偏振片，又叫偏振光片，偏光片。它对入射光具有遮蔽和透过的功能，可使纵向光或横向光一种透过，另一种遮蔽，由偏振膜、内保护膜、压敏胶层及外保护膜层压而成的复合材料。

偏振原理

振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志，只有横波才有偏振现象。光波是电磁波，光波的传播方向就是电磁波的传播方向。光波中的电振动矢量E和磁振动矢量H都与传播速度v垂直，因此光波是横波，它具有偏振性，具有偏振性的光则称为偏振光。

偏振片有黑白和彩色二类，按应用又可分成透射、透反射及反透射三类。一般用高分子化合物聚乙烯醇薄膜作为基片，再浸染具有强烈二向色性的碘，经硼酸水溶液还原稳定后，再将其单向拉伸制成。拉伸后，碘分子则整齐地被吸附在排列在该薄膜上面，具有起偏或检偏性能。

偏光片分类

根据功能进行划分，偏光片包括透射式偏光片、反射式偏光片、半透过半反射式偏光片、补偿型偏光片。

根据起偏材质进行划分，偏光片包括以下几种：

碘系偏光片：容易获得高透过率、高偏振度的光学特性，但耐高温高湿的能力较差，且偏光片成本较低，市场占有率高，应用领域广泛

染料系偏光片：不容易获得高透过率、高偏振度的光学特性，但耐高温高湿的能力较好。多应用于汽车、船舶等工业领域。

偏光片的组成

偏光片的基本结构包括：最中间的PVA（聚乙烯醇），两层TAC（三醋酸纤维素），PSA film（压敏胶），Release film(离型膜) 和Protective film（保护膜）。起到偏振作用的是PVA层，但是PVA极易水解，为了保护偏光膜的物理特性，因此在PVA的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的(TAG)薄膜进行防护，这就形成了偏光片原板。

最简单的线栅偏振片是由许多平行的金属丝构成的，电场平行于金属丝方向的光会引起金属丝中电子的振动，光就被吸收了，而如果光的偏振垂直于金属丝，电子无法在这个方向快速振动，大部分光就透过了。

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