光的偏振 激光
拆解偏振态完整图景与激光相干性本质，看清两大特性的物理边界
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光的偏振 激光
拆解偏振态完整图景与激光相干性本质，看清两大特性的物理边界
偏振现象
日常光源发出的光，电场在垂直传播方向的平面内向各方向均匀振荡。偏振现象，就是把这份『乱』整理成单一方向的整齐振动。
栅栏缝隙如同偏振方向选择器，平行分量通过、垂直分量被挡
偏振方向
上一页我们看到：自然光过偏振片后只剩沿某一方向振动的光。这个'某方向'叫偏振方向，但严谨地说，它究竟是哪个物理量的振动方向？
你朝哪个方向甩，波只在该方向摆——电场朝哪'甩'，偏振方向就在哪
自然光
上一页我们看到光波可以沿某个特定方向振动。但太阳光、灯光照到你手上时，电场方向却是杂乱无章的——这就是自然光。
每个舞者朝四面八方跳，对应电场方向时刻随机变化
偏振光
偏振光：定义、要点与典型应用
偏振片
上一页讲到自然光包含各方向的偏振，而理想偏振光只有一个方向。那如何把自然光「过滤」成偏振光？答案就是这个器件。
只有振动方向与缝隙一致的光波能穿过，垂直分量被栅条挡住
透振方向
上一页我们看到偏振片能让自然光变成偏振光，但偏振片并不是'来者不拒'——它有自己的方向偏好。今天就讲这个决定一切的关键方向：透振方向。
栅条挡住平行于它的振动，垂直于栅条的方向（即栅条间隙）才是光能透过的方向
激光的相干性
偏振解决的是'方向'问题，但光还有另一关键属性——'步调是否一致'。想象两位乐手各弹相同曲子：旋律一样，但若起拍错开，听感就是噪音。激光之所以特殊，正因它的光在时间、空间上都高度'同步'。
每声部音色（振幅）可不同，但节拍与起音（相位）在时间、空间上严格锁定
激光的高平行度
上页讲完相干性，这页讲激光另一让人惊掉下巴的特性——几乎不发散。普通灯泡朝四面八方辐射，而激光笔那束光可以笔直打到月球上再弹回来。
手电筒光锥越远越发散，墙上模糊一片；激光笔无论多远，墙上还是一个小亮点
激光
激光：定义、要点与典型应用
本节要点
- ✓偏振态揭示光的横波本质
- ✓自然光经偏振片筛选后变为线偏振光
- ✓马吕斯定律定量描述透射光强与夹角关系
- ✓激光三大特征：相干、平行、单色缺一不可
- ✓相干性直接决定干涉条纹的稳定性与可见度
课后思考
先独立想三个问题，再对照参考答案；想不全没关系，重点是把思路打开。
参考答案偏振片只允许沿透振方向振动的分量通过。自然光各方向均匀分布，对 cos²θ 在 θ 全周取平均，恰好等于 1/2。这正是马吕斯定律在随机方向下的统计结果。
参考答案两台放映机发出偏振方向互相垂直的左右眼画面。眼镜的两片偏振方向也分别与之一一对应，使每只眼睛只能看到自己那一路画面，互不串扰。大脑融合两幅略有差异的图像，就产生了立体感。
参考答案仍然是线偏振光，振动方向已被偏振片改造成它自己的透振方向。强度按马吕斯定律变为原来的 cos²45°=1/2。结论：只要光经过单片偏振片，无论入射是什么状态，出射必定是线偏振光。