利用某些晶体的双折射现象来获得线偏振光，如尼科尔棱镜等。
1、偏振片（分子型薄膜偏振片）
聚乙烯醇胶膜内部含有刷状结构的炼状分子。在胶膜被拉伸时，这些炼状分子被拉直并平行排列在拉伸方向上，拉伸过的胶膜只允许振动取向平行于分子排列方向（此方向称为偏振片的偏振轴）的光通过，利用它可获得线偏振光，其示意图参看图附图18。偏振片是一种常用的“起偏”元件，用它可获得截面积较大的偏振光束（它就是本实验使用的元件）。
(三)偏振光的检测
鉴别光的偏振光状态的过程称为检偏，它所用的装置称为检偏器。实际上，起偏器和检偏器是通用的。用于起偏的偏振片称为起偏振器，把它用于检偏就成为检偏器了。
按照马吕斯定律，强度为I0的线偏振光通过检偏器后，透射光的强度为
I?I0cos?2
式中?为入射光偏振方向与检偏器偏振轴之间的夹角。显然，当以光线传播方向为轴转动检偏器时，透射光强度I将发生周期性变化。当?=0度时，透射光强度最大；当?=90度时，透射光强度最小（消失状态）；当0度
（四）偏振光通过波晶片时的情形 1.波晶片
波晶片是从单轴晶体中切割下来的平行平面板，其表面平行于光轴。 当一束单色平行自然光正入射到波晶片上时，光在晶体内部便分解为o光与e光。o光电矢量垂直与光轴;e光电矢量平行于光轴。而o光和e光的传播方向不变，仍都与表面垂直。但o光在晶体内的速度为v0,e光的为ve即相应的折射率
n0、ne不同。
设晶片的厚度为，则两束光通过晶体后就有位相差
????(n0?ne)l
?2k?式中λ为光波在真空中的波长。?半波片（λ/2波片）；??2k???2的晶片，??2k???称为全波片；者为
为λ/4片，上面的k都是任意整数。不论全波
片，半波片或λ/4片都是对一定波长而言。
以下直角坐标系的选择，是以e光振动方向为横轴，o光振动方向为纵轴。沿任意方向振动的光，正入射到波晶片的表面，其振动便按此坐标系分解为e分量和o分量。
2.光束通过波片后偏振态的改变
平行光垂直入射到波晶片后，分解为e分量和o分量，透过晶片，二者间产生一附加位相差ζ。离开晶片时合成光波的偏振性质，决定于ζ及入射光的性质。
（1）偏振态不变的情形
（i）自然光通过波晶片，仍为自然光。因为自然光的两个正交分量之间的位相差是无规的，通过波晶片，引入一恒定的位相差ζ，其结果还是无规的。
（ii）若入射光为线偏振光，其电矢量E平行e轴（或o轴），则任何波长片对它都不起作用，出射光仍为原来的线偏振光。因为这时只有一个分量，谈不上振动的合成与偏振态的改变。
除上述二情形外，偏振光通过波晶片，一般其偏振情况是要改变的。 （2）λ/2片与偏振光
（i）若入射光为线偏振光，在λ/2片的前面（入射处）上分解为 Ee?Aecos?t
Eo?Aocos?(t?? ) ε=0或π 出射光表示为
? Ee?Aecos?(t2??nl)e
Eo?Aocos(?t???2??nol)
讨论二波的相对位相差，上式可写为
st Ee?Aeco? Eo?Aocos(?t???2??nol?2??nel)
=Aocos(?t????)，???
出射光二正交分量的相对位相差由决定。现在
????0?????和????????0
这说明出射光也是线偏振光，但振动方向与入射光的不同。如入射光与晶片光轴成?角，则出射光与光轴成-?角。即线偏振光经λ/2片电矢量振动方向转过了2?角。
（ii）若入射光为椭圆偏振光，作类似的分析可知，半波片既改变椭圆偏振光长（短）轴的取向，也改变椭圆偏振光（圆偏振光）的旋转方向。
（3）λ/4片与偏振光 （i）入射光为线偏振光
st Ee?Aeco? Eo?Aocos?(t?? ) ε=0或π
则出射光为
Ee?Aecos?t
Eo?Aocos(?t????)，????2
则出射光为
Ee?Acos?tEo?Acos(?t????)，???? 2?????此式代表一正椭圆偏振光。
?2对应于右旋，??????2对应于左旋。
当Ae?Ao时，出射光为圆偏振光。
（ii）入射光为圆偏振光
Ee?Aco? stEo?Acos(?t??)，????2
此式代表线偏振光。???E出沿二、四象限。
?0出射光电矢量E出沿一、三象限；?????，
（iii）入射光为椭圆偏振光
Ee?Aecos?t
Eo?Acos(?t??)，?在??到??任意取某值出射光为
Ee?Aecos?t
Eo?Aocos(?t????)，????2
可见出射光一般为椭圆偏振光。 三、实验仪器
1、He—Ne激光器（632.8nm） 2、偏振片（起偏器）
3、可变口径维架： SZ-05 4、偏振片（检偏器）
5、X轴旋转二维架： SZ-06（两个，波片也需要一个） 6、白屏H： SZ-13 7、通用底座： SZ-04
8、一维底座： SZ-03 9、一维底座： SZ-03 10、通用底座： SZ-04 11、1/4、1/2波片各一片
12、公用底座： SZ-04（波片使用） 四、仪器实物图及原理图
H123456偏振片偏振片1098H偏振片波片偏振片7图十九
五、实验步骤，及数据处理
1、定偏振片光轴：把所有器件按图十九的顺序摆放在平台上，调至共轴。
旋转第二个偏振片，使起偏器的偏振轴与检偏器的偏振轴相互垂直，这时可看到消光现象。
2、考察平面偏振光通过λ/2波长时的现象： （1）在两块偏振片之间插入λ/2波长片，把X轴旋转二维架转动360度，
能看到几次消光？解释这现象。
答：一共可以看到四次消光。
（2）将λ/2波长转任意角度，这时消光现象被破坏。把检偏器转动360度，观察到什么现象？由此说明通过λ/2波长片后，光变为怎样的偏振状态？
答：一共可以看到四次消光。线偏振光通过λ/2波长片后，变为圆偏振光。
3、用波长片产生圆偏振光和椭圆偏振光 （1）按图十九使与起偏器和检偏器正交，用λ/4波长片代替λ/2波长片，转动λ/4波片使消光。
（2）再将λ/4波片转动15度，然后将检偏器转动360度，观察到什么现象？你认为这时从λ/4波片出来光的偏振状态是怎样？
答：可以看到四次消光。从λ/4波片出来光的偏振状态是椭圆偏振态。
实验五
测量光栅常数
一、实验目的
了解光栅工作原理，用已知光栅常数的光栅测出另一片光栅未知的光栅常数。
二、实验原理
光栅是一种常用的光学色散元件,具有空间周期性,它好像是一块由大量的等宽、等间距并相互平行的细狭缝组成的衍射屏，色散率大，分辨本领高。可以用来直接测定光波的波长。研究光谱线的结构和强度。标志它性质的一个重要物理 量就是光栅常数d，它满足的方程就是光栅方程：
dSinθ=kλ
式中θ是衍射角，λ是所用光波的波长，k是衍射光谱的级次。
所以在本实验中只需测出两片光栅的一级衍射的偏转距离D1/D2之比，就可以得出光栅常数之比d1/d2 。 三、实验仪器
光学平台、带调节架的底座、准直透镜、透镜、激光光源、白屏、毫米尺、带底座的米尺等。 四、原理光路图
五、实验步骤
1、把全部器件按图一的顺序摆放在平台上，通过激光光源和透镜成像规律
将所有元件调至共轴。
2、将已知光栅常数的光栅片（100L/mm）插入设计好的光路图中，测量其
