光的偏振狀態(tài)

1、12-12 光的偏振狀態(tài)光的偏振狀態(tài) 在垂直于光波傳播方向的平面內(nèi)，光矢量可能有在垂直于光波傳播方向的平面內(nèi)，光矢量可能有不同的振動(dòng)方向不同的振動(dòng)方向 偏振狀態(tài)偏振狀態(tài)光矢量：光矢量：光波的光波的 矢量。矢量。E一、線(xiàn)偏振光（平面偏振光或完全偏振光）一、線(xiàn)偏振光（平面偏振光或完全偏振光） 光矢量在傳播中始終光矢量在傳播中始終保持在一個(gè)特定的平面上振動(dòng)。保持在一個(gè)特定的平面上振動(dòng)。線(xiàn)偏振光（平面偏振光）：線(xiàn)偏振光（平面偏振光）：斜交斜交垂直垂直 yz由光的傳播方向和光矢量的振動(dòng)方向所決定的平面稱(chēng)由光的傳播方向和光矢量的振動(dòng)方向所決定的平面稱(chēng)為為“振動(dòng)面振動(dòng)面”平行平行二、自然光二、自然光每個(gè)原子

2、發(fā)射的光波列為線(xiàn)偏振光。每個(gè)原子發(fā)射的光波列為線(xiàn)偏振光。自然光自然光：大量原子隨機(jī)發(fā)射的光波列：大量原子隨機(jī)發(fā)射的光波列的集合，每個(gè)光波列的頻率、相位、的集合，每個(gè)光波列的頻率、相位、振動(dòng)方向、波列長(zhǎng)度均不同。從統(tǒng)計(jì)振動(dòng)方向、波列長(zhǎng)度均不同。從統(tǒng)計(jì)上來(lái)講，可認(rèn)為振動(dòng)在各方向上呈對(duì)上來(lái)講，可認(rèn)為振動(dòng)在各方向上呈對(duì)稱(chēng)分布，振幅也完全相等。稱(chēng)分布，振幅也完全相等。自然光的圖示：自然光的圖示：一束自然光可分解為兩束振動(dòng)方向相互一束自然光可分解為兩束振動(dòng)方向相互垂直、垂直、同頻率、同頻率、等幅、等幅、不相干不相干的線(xiàn)偏振的線(xiàn)偏振光。光。 y z y zIy=IzIIIIIIzyzy21,三、部分偏振光三

3、、部分偏振光部分偏振光：部分偏振光： 光矢量在各振動(dòng)方向光矢量在各振動(dòng)方向的光強(qiáng)的光強(qiáng)不具有軸對(duì)稱(chēng)分布，不具有軸對(duì)稱(chēng)分布，而是在而是在某一方向占優(yōu)勢(shì)。某一方向占優(yōu)勢(shì)。部分偏振光的圖示：部分偏振光的圖示：線(xiàn)偏振光線(xiàn)偏振光完全偏振光完全偏振光部分偏振光部分偏振光完全偏振光完全偏振光+自然光自然光12-13 起偏和檢偏起偏和檢偏 馬呂斯定律馬呂斯定律 一、起偏和檢偏一、起偏和檢偏 偏振片：偏振片：能吸收某一方向的光振動(dòng)，而只讓與之垂直能吸收某一方向的光振動(dòng)，而只讓與之垂直方向上的光振動(dòng)通過(guò)方向上的光振動(dòng)通過(guò)(二向色性二向色性)的一種透明薄片。的一種透明薄片。是獲得和檢驗(yàn)線(xiàn)偏振光的最簡(jiǎn)單裝置。是獲得和

4、檢驗(yàn)線(xiàn)偏振光的最簡(jiǎn)單裝置。偏振化方向偏振化方向(P)：允許通過(guò)允許通過(guò)的光振動(dòng)方向。的光振動(dòng)方向。檢偏：檢偏：旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)P2一周，一周，出射光強(qiáng)有出射光強(qiáng)有兩明兩暗兩明兩暗的變化。的變化。起偏起偏檢偏檢偏一束光通過(guò)一一束光通過(guò)一旋轉(zhuǎn)的偏振片旋轉(zhuǎn)的偏振片光強(qiáng)不變光強(qiáng)不變自然光自然光光強(qiáng)變化且有消光光強(qiáng)變化且有消光線(xiàn)偏振光線(xiàn)偏振光光強(qiáng)變化但無(wú)消光光強(qiáng)變化但無(wú)消光部分偏振光部分偏振光檢偏器檢偏器cos12AA 222211,AIAI2212212cosAAII212cosII 二、馬呂斯（二、馬呂斯（Malus）定律）定律光強(qiáng)為光強(qiáng)為 I1 的線(xiàn)偏振光，透過(guò)偏振片后，透射強(qiáng)度為的線(xiàn)偏振光，透過(guò)偏振片后

5、，透射強(qiáng)度為 212cosII 證明：證明：馬呂斯定律馬呂斯定律（不考慮偏振片的吸收）（不考慮偏振片的吸收）1I2I2P線(xiàn)偏振線(xiàn)偏振光光線(xiàn)偏振線(xiàn)偏振光光12,0II 當(dāng)：023,22I當(dāng)：212cosII I02232消光消光消光消光1. 1. 適用條件：線(xiàn)偏振光入射于理想偏振片適用條件：線(xiàn)偏振光入射于理想偏振片討論：討論：2.3.自然光依次通過(guò)兩個(gè)偏自然光依次通過(guò)兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)：振片后的光強(qiáng)：20212cos21cosIII4.部分偏振光通過(guò)偏振片后光強(qiáng)的變化規(guī)律取決于部分偏振光通過(guò)偏振片后光強(qiáng)的變化規(guī)律取決于其中自然光與線(xiàn)偏振光的比例其中自然光與線(xiàn)偏振光的比例12-14 反射和折射時(shí)光

6、的偏振反射和折射時(shí)光的偏振 i90Bri 實(shí)驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)表明， 自然光在兩種介質(zhì)分界面上反射和自然光在兩種介質(zhì)分界面上反射和折射時(shí)，反射光和折射光一般都是折射時(shí)，反射光和折射光一般都是部分偏振光部分偏振光（正（正入射除外）。入射除外）。Bir 當(dāng)自然光以當(dāng)自然光以布儒斯特角布儒斯特角 iB 入射時(shí)，其反射光為入射時(shí)，其反射光為線(xiàn)偏振光，線(xiàn)偏振光，光振動(dòng)垂直于入射面光振動(dòng)垂直于入射面， 折射光仍為部分折射光仍為部分偏振光。偏振光。12BBBBBsinsin)90cos(sincossintannnririiii布儒斯特角布儒斯特角( (起偏角起偏角) )12Barctannni 實(shí)驗(yàn)證明，實(shí)驗(yàn)證

7、明， i = iB時(shí)，反射光時(shí)，反射光線(xiàn)與折射光線(xiàn)垂直：線(xiàn)與折射光線(xiàn)垂直：oB90ri稱(chēng)稱(chēng)布儒斯特定律布儒斯特定律。Birn1 =1.00 (空氣空氣)，n2 =1.50 (玻璃玻璃)，互余空氣玻璃玻璃空氣 4233 1856 BBii光強(qiáng)光強(qiáng)較弱較弱玻璃片堆玻璃片堆 由折射獲得偏振光由折射獲得偏振光玻璃片堆法玻璃片堆法 從玻璃片堆透射出來(lái)的折射光幾乎為線(xiàn)偏振光，從玻璃片堆透射出來(lái)的折射光幾乎為線(xiàn)偏振光，其振動(dòng)面其振動(dòng)面平行于入射面。平行于入射面。iBrn1n1n2n212Btannni 21tannnr 在任一面上的入射角均為在任一面上的入射角均為布儒斯特角。布儒斯特角。12-15 光的雙折

8、射光的雙折射一、尋常光和非常光一、尋常光和非常光 一束光經(jīng)各向異性晶體（如方解石、一束光經(jīng)各向異性晶體（如方解石、 石英等）石英等）折射后可分成兩束光線(xiàn)的現(xiàn)象稱(chēng)為折射后可分成兩束光線(xiàn)的現(xiàn)象稱(chēng)為雙折射雙折射。尋常光（尋常光（o光）光） ：恒遵守折射定律的光線(xiàn)。恒遵守折射定律的光線(xiàn)。非常光（非常光（e光）光） ：不遵守折射定律的光線(xiàn)。不遵守折射定律的光線(xiàn)。若旋轉(zhuǎn)晶體，若旋轉(zhuǎn)晶體，o光不動(dòng)，光不動(dòng)，e光光隨晶體轉(zhuǎn)動(dòng)。隨晶體轉(zhuǎn)動(dòng)。o光與光與e光都是光都是線(xiàn)偏振光線(xiàn)偏振光，但光振動(dòng)的方向不相同。，但光振動(dòng)的方向不相同。二、光軸二、光軸 主平面主平面 在晶體中存在一個(gè)特殊的方向，沿該方向不會(huì)在晶體中存在一

9、個(gè)特殊的方向，沿該方向不會(huì)產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，這一方向稱(chēng)為晶體的產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，這一方向稱(chēng)為晶體的光軸光軸。單軸晶體：?jiǎn)屋S晶體：只有一個(gè)光軸的晶體。如：只有一個(gè)光軸的晶體。如：方解石、石英等。方解石、石英等。雙軸晶體：雙軸晶體：有兩個(gè)光軸的晶有兩個(gè)光軸的晶體。如：云母等。體。如：云母等。還有多軸晶體、無(wú)軸晶體。還有多軸晶體、無(wú)軸晶體。以下討論單軸晶體。以下討論單軸晶體。1027878DA方解石晶體方解石晶體光軸光軸光光線(xiàn)線(xiàn)的的主平面主平面： 光線(xiàn)與光軸所組成的平面。光線(xiàn)與光軸所組成的平面。一般，一般，o光與光與e光的主平面不一定重合。光的主平面不一定重合。實(shí)驗(yàn)證明：實(shí)驗(yàn)證明：o光光的光振動(dòng)方向的光

10、振動(dòng)方向垂直垂直于它的主平面，于它的主平面， e光光的光振動(dòng)方向的光振動(dòng)方向平行平行于它的主平面。于它的主平面。 . . . . .o光光e光光o光主平面光主平面e光主平面光主平面光軸方向光軸方向 o光的光矢量總與光軸垂直，光的光矢量總與光軸垂直， e光的光矢量可與光軸有不同的夾角。光的光矢量可與光軸有不同的夾角。oe光軸方向光軸方向三、單軸晶體的子波波陣面三、單軸晶體的子波波陣面各向異性各向異性晶體晶體e 與方向有關(guān)與方向有關(guān)晶體內(nèi)光的傳播速度與光的傳播方向有關(guān)晶體內(nèi)光的傳播速度與光的傳播方向有關(guān)o光光振動(dòng)方向振動(dòng)方向垂直于主平面（垂直于光軸），垂直于主平面（垂直于光軸），沿各方向傳播速度相

11、同沿各方向傳播速度相同: : voe光光振動(dòng)方向振動(dòng)方向平行于主平面（與光軸有一定平行于主平面（與光軸有一定夾角），沿各方向傳播速度不同夾角），沿各方向傳播速度不同: : vo,ve光在晶體內(nèi)傳播速度的大小和光矢量與光軸間的光在晶體內(nèi)傳播速度的大小和光矢量與光軸間的相對(duì)取向密切相關(guān)。相對(duì)取向密切相關(guān)。e1v晶體內(nèi)的子波波陣面（正晶體）晶體內(nèi)的子波波陣面（正晶體）e光的波陣面光的波陣面 旋轉(zhuǎn)橢球面旋轉(zhuǎn)橢球面o光的波陣面光的波陣面 球面球面定義：定義：主折射率主折射率oovcn eevcn 光軸光軸vo光軸光軸vove正晶體（如石英）正晶體（如石英）eoeovvnn負(fù)晶體（如方解石）負(fù)晶體（如方解

12、石）eoeovvnn四、惠更斯原理在雙折射現(xiàn)象中的應(yīng)用四、惠更斯原理在雙折射現(xiàn)象中的應(yīng)用負(fù)晶體為例負(fù)晶體為例沒(méi)有雙折沒(méi)有雙折射發(fā)生射發(fā)生(1)有雙折有雙折射發(fā)生射發(fā)生(2)o、e 光在方向上雖沒(méi)分光在方向上雖沒(méi)分開(kāi)，但速度是不同的。開(kāi)，但速度是不同的。eesinsinnriCABoei(3)CABoei(4)五、晶體的二向色性和偏振片五、晶體的二向色性和偏振片 某些晶體對(duì)相互垂直的兩個(gè)電矢量具有選某些晶體對(duì)相互垂直的兩個(gè)電矢量具有選擇吸收的性能，稱(chēng)為晶體的擇吸收的性能，稱(chēng)為晶體的二向色性二向色性?？芍瞥善衿芍瞥善衿@得線(xiàn)偏振光。獲得線(xiàn)偏振光。12-16 偏振光的干涉偏振光的干涉 人為雙折

13、射人為雙折射一、偏振光的干涉一、偏振光的干涉P2P1C自然光經(jīng)自然光經(jīng)P1后為線(xiàn)偏光，經(jīng)晶片后為線(xiàn)偏光，經(jīng)晶片C后分為后分為o、e光：光：sin1oAA cos1eAA 再經(jīng)再經(jīng)P2后為兩束相位不同的線(xiàn)偏光，振幅為后為兩束相位不同的線(xiàn)偏光，振幅為 cossincos1oo2AAAo21ee2cossinsinAAAA 經(jīng)經(jīng)P2后出射的是兩束頻率相同、振動(dòng)方向相同，后出射的是兩束頻率相同、振動(dòng)方向相同，具有確定相位差的具有確定相位差的相干光相干光，且它們?cè)诳臻g重合。因此，且它們?cè)诳臻g重合。因此這兩束光將發(fā)生干涉。這兩束光將發(fā)生干涉。兩束光相位差：兩束光相位差：2eonnd), 2 , 1(,21

14、22eoknnkdk干涉相長(zhǎng)干涉相長(zhǎng)干涉相消干涉相消eo) 12(nnkdk以單色光入射，晶片厚度不均勻，出射光強(qiáng)度空間以單色光入射，晶片厚度不均勻，出射光強(qiáng)度空間分布不均勻，看到的是明暗相間的等厚干涉條紋。分布不均勻，看到的是明暗相間的等厚干涉條紋。以復(fù)色光入射，晶片厚度均勻，出射光強(qiáng)度空間分以復(fù)色光入射，晶片厚度均勻，出射光強(qiáng)度空間分布均勻，看到的是某種顏色的均勻視場(chǎng)；晶片厚度布均勻，看到的是某種顏色的均勻視場(chǎng)；晶片厚度不均勻，出射光強(qiáng)度空間分布不均勻，看到的是明不均勻，出射光強(qiáng)度空間分布不均勻，看到的是明暗相間的彩色干涉條紋暗相間的彩色干涉條紋 (顯顯)色偏振色偏振二、人為雙折射二、人為

15、雙折射 以人為（外界）條件使某些非晶體變成各向異以人為（外界）條件使某些非晶體變成各向異性而顯示出雙折射的性質(zhì)，稱(chēng)性而顯示出雙折射的性質(zhì)，稱(chēng)人為雙折射人為雙折射。1. 光彈性效應(yīng)光彈性效應(yīng)SFknnoe在一定應(yīng)力范圍內(nèi)：在一定應(yīng)力范圍內(nèi)：各處各處 不同不同各處各處 不同不同出現(xiàn)干涉條紋出現(xiàn)干涉條紋SF /光彈性方法：利用光彈性效應(yīng)來(lái)研究應(yīng)力分布。光彈性方法：利用光彈性效應(yīng)來(lái)研究應(yīng)力分布。哥特式教堂結(jié)構(gòu)的應(yīng)力哥特式教堂結(jié)構(gòu)的應(yīng)力2. 電光效應(yīng)電光效應(yīng) 各向同性介質(zhì)在外電場(chǎng)作用下變?yōu)楦飨虍愋远飨蛲越橘|(zhì)在外電場(chǎng)作用下變?yōu)楦飨虍愋远a(chǎn)生雙折射，稱(chēng)為產(chǎn)生雙折射，稱(chēng)為克爾效應(yīng)克爾效應(yīng)。 不加電場(chǎng)不加電

16、場(chǎng) 液體各向同性液體各向同性 P2 無(wú)透射光無(wú)透射光 加電場(chǎng)加電場(chǎng)液體呈單軸雙折射晶體性質(zhì)，其光軸平行液體呈單軸雙折射晶體性質(zhì)，其光軸平行于外電場(chǎng)于外電場(chǎng) P2有透射光有透射光E 克爾盒的應(yīng)用：高速電光開(kāi)關(guān)，電光調(diào)制器。克爾盒的應(yīng)用：高速電光開(kāi)關(guān)，電光調(diào)制器。 克爾盒的缺點(diǎn)：所用液體常有劇毒，易爆炸?？藸柡械娜秉c(diǎn)：所用液體常有劇毒，易爆炸。02oe)(klEnnle、o光的光程差為光的光程差為 兩相干光的相位差為兩相干光的相位差為 2 當(dāng)當(dāng) =/2 時(shí)，克爾盒相當(dāng)于一個(gè)半波片，時(shí)，克爾盒相當(dāng)于一個(gè)半波片， P2透光最強(qiáng)透光最強(qiáng) 。 單軸雙折射晶體在外電場(chǎng)作用下變?yōu)殡p軸晶單軸雙折射晶體在外電場(chǎng)作

17、用下變?yōu)殡p軸晶體，稱(chēng)為體，稱(chēng)為泡克爾斯效應(yīng)泡克爾斯效應(yīng)。泡克爾斯效應(yīng)泡克爾斯效應(yīng) 應(yīng)用：電光開(kāi)關(guān)、電光調(diào)制器。如軍用固體激應(yīng)用：電光開(kāi)關(guān)、電光調(diào)制器。如軍用固體激光測(cè)距機(jī)。光測(cè)距機(jī)。3. 磁致雙折射效應(yīng)磁致雙折射效應(yīng)佛克脫效應(yīng)：發(fā)生于蒸汽中佛克脫效應(yīng)：發(fā)生于蒸汽中科頓科頓穆頓效應(yīng)：發(fā)生于液體中穆頓效應(yīng)：發(fā)生于液體中20oeHCnn o光在真空中的波長(zhǎng)；光在真空中的波長(zhǎng)；H磁場(chǎng)強(qiáng)度；磁場(chǎng)強(qiáng)度；C常量。常量。 在外磁場(chǎng)作用下，某些非晶體也會(huì)顯示出雙在外磁場(chǎng)作用下，某些非晶體也會(huì)顯示出雙折射性質(zhì)，稱(chēng)為折射性質(zhì)，稱(chēng)為磁致雙折射效應(yīng)磁致雙折射效應(yīng)。12-17 旋光性旋光性 當(dāng)線(xiàn)偏振光通過(guò)某些透明物質(zhì)時(shí)，

18、其振動(dòng)面將當(dāng)線(xiàn)偏振光通過(guò)某些透明物質(zhì)時(shí)，其振動(dòng)面將以光的傳播方向?yàn)檩S發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這稱(chēng)為以光的傳播方向?yàn)檩S發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這稱(chēng)為旋光性旋光性。da旋轉(zhuǎn)的角度旋轉(zhuǎn)的角度旋光率旋光率a對(duì)糖溶液、松節(jié)油等液體，有對(duì)糖溶液、松節(jié)油等液體，有dca c 溶液的濃度溶液的濃度糖量計(jì)糖量計(jì)左旋物質(zhì)左旋物質(zhì) 右旋物質(zhì)右旋物質(zhì)磁致旋光磁致旋光法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)VlBl：樣品長(zhǎng)度：樣品長(zhǎng)度B：磁感應(yīng)強(qiáng)度：磁感應(yīng)強(qiáng)度V：費(fèi)爾德常量：費(fèi)爾德常量電磁鐵電磁鐵樣品樣品P1P212-18 現(xiàn)代光學(xué)簡(jiǎn)介現(xiàn)代光學(xué)簡(jiǎn)介1948年年 全息術(shù)的誕生全息術(shù)的誕生 1955年年 “光學(xué)傳遞函數(shù)光學(xué)傳遞函數(shù) ” 概念的提出概念的提出 19

19、60年年 激光的誕生激光的誕生 現(xiàn)代光學(xué)：現(xiàn)代光學(xué)：信息光學(xué)（傅里葉光學(xué)）信息光學(xué)（傅里葉光學(xué)）強(qiáng)光光學(xué)（非線(xiàn)性光學(xué)）強(qiáng)光光學(xué)（非線(xiàn)性光學(xué)）激光光譜學(xué)激光光譜學(xué)光信息處理光信息處理全息光學(xué)全息光學(xué)一、傅里葉光學(xué)一、傅里葉光學(xué) 傅里葉光學(xué)和信息論傅里葉光學(xué)和信息論 傅里葉光學(xué)是光學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，它以傅里葉光學(xué)是光學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，它以光的衍射理論為物理基礎(chǔ)，利用傅里葉分析的數(shù)學(xué)光的衍射理論為物理基礎(chǔ)，利用傅里葉分析的數(shù)學(xué)方法對(duì)光信息的傳遞過(guò)程進(jìn)行研究的學(xué)科。方法對(duì)光信息的傳遞過(guò)程進(jìn)行研究的學(xué)科。 其研究?jī)?nèi)容主要集中在光信息的采集、傳遞、其研究?jī)?nèi)容主要集中在光信息的采集、傳遞、存儲(chǔ)及再現(xiàn)

20、的各個(gè)環(huán)節(jié)。它把通信理論中的調(diào)制、存儲(chǔ)及再現(xiàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。它把通信理論中的調(diào)制、濾波、選頻等概念與方法引入到光學(xué)的領(lǐng)域，其基濾波、選頻等概念與方法引入到光學(xué)的領(lǐng)域，其基本思想是用本思想是用空間頻譜空間頻譜的概念來(lái)分析和處理光信息。的概念來(lái)分析和處理光信息。 研究起源于研究起源于19世紀(jì)世紀(jì)70年代德國(guó)科學(xué)家阿貝提出年代德國(guó)科學(xué)家阿貝提出的成像原理和的成像原理和20世際初的阿貝世際初的阿貝波特實(shí)驗(yàn)。波特實(shí)驗(yàn)。成像過(guò)程：成像過(guò)程：衍射分頻衍射分頻 + 干涉合頻干涉合頻 阿貝阿貝成像成像原理原理兩次傅氏變換兩次傅氏變換物物像像 阿貝阿貝波特實(shí)驗(yàn)波特實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置物面物面透鏡透鏡1衍射面衍射面像面

21、像面透鏡透鏡2空間濾波空間濾波：在透鏡的像方平面（衍射面）上人為地：在透鏡的像方平面（衍射面）上人為地增加或減少參與成像的空間頻譜成分，從而得到改增加或減少參與成像的空間頻譜成分，從而得到改變的像的方法。變的像的方法。二、全息照相二、全息照相 1. 全息照相的特點(diǎn)全息照相的特點(diǎn) 普通照相底片記錄物體各點(diǎn)的光強(qiáng)（振幅），普通照相底片記錄物體各點(diǎn)的光強(qiáng)（振幅），彩色照相底片還記錄了光的波長(zhǎng)信息；全息照相同彩色照相底片還記錄了光的波長(zhǎng)信息；全息照相同時(shí)記錄光的全部信息（波長(zhǎng)、振幅和相位）。時(shí)記錄光的全部信息（波長(zhǎng)、振幅和相位）。 普通照相得到的只是物體的二維平面圖像；全普通照相得到的只是物體的二維平

22、面圖像；全息照相可以再現(xiàn)物體的立體圖像。息照相可以再現(xiàn)物體的立體圖像。 普通照相底片撕去一部分，記錄的圖像就不完普通照相底片撕去一部分，記錄的圖像就不完整；全息照片只需其中一小片，仍能再現(xiàn)完整的圖整；全息照片只需其中一小片，仍能再現(xiàn)完整的圖像。像。2. 全息照相的記錄和再現(xiàn)全息照相的記錄和再現(xiàn) 全息照相的記錄全息照相的記錄物光物光和參考光進(jìn)行相干疊加，在全息感光片上形成和參考光進(jìn)行相干疊加，在全息感光片上形成干涉條紋。感光片記錄下來(lái)的干涉圖樣經(jīng)顯影處理干涉條紋。感光片記錄下來(lái)的干涉圖樣經(jīng)顯影處理后得全息底片，稱(chēng)為后得全息底片，稱(chēng)為全息圖全息圖全息照相的再現(xiàn)全息照相的再現(xiàn) 用同參考光完全相同的光

23、（用同參考光完全相同的光（再現(xiàn)光再現(xiàn)光）照射全息）照射全息底片，在原來(lái)物的位置上將觀(guān)察到立體逼真的原物底片，在原來(lái)物的位置上將觀(guān)察到立體逼真的原物的虛像。在對(duì)全息圖對(duì)稱(chēng)的位置還有一個(gè)原物的三的虛像。在對(duì)全息圖對(duì)稱(chēng)的位置還有一個(gè)原物的三維實(shí)像，通常有很大像差。維實(shí)像，通常有很大像差。3. 全息照相的應(yīng)用全息照相的應(yīng)用 全息信息存儲(chǔ)全息信息存儲(chǔ) 全息顯微攝影和全息顯示全息顯微攝影和全息顯示 顯微放大；立體電顯微放大；立體電影、電視；防偽標(biāo)志、保密標(biāo)記、藝術(shù)和裝飾等。影、電視；防偽標(biāo)志、保密標(biāo)記、藝術(shù)和裝飾等。 全息干涉計(jì)量全息干涉計(jì)量 無(wú)損探傷、微應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量、無(wú)損探傷、微應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量、振動(dòng)分析等

24、。振動(dòng)分析等。 全息光學(xué)元件全息光學(xué)元件 全息透鏡、全息光柵、全息濾全息透鏡、全息光柵、全息濾光片、全息掃描器等。光片、全息掃描器等。 三、非線(xiàn)性光學(xué)三、非線(xiàn)性光學(xué) 非線(xiàn)性光學(xué)非線(xiàn)性光學(xué)研究介質(zhì)在強(qiáng)相干光作用下產(chǎn)生的研究介質(zhì)在強(qiáng)相干光作用下產(chǎn)生的非線(xiàn)性現(xiàn)象及其應(yīng)用。非線(xiàn)性現(xiàn)象及其應(yīng)用。 1. 非線(xiàn)性光學(xué)現(xiàn)象非線(xiàn)性光學(xué)現(xiàn)象 光與介質(zhì)相互作用時(shí)，介質(zhì)極化。在各向同性光與介質(zhì)相互作用時(shí)，介質(zhì)極化。在各向同性的介質(zhì)中，極化強(qiáng)度的介質(zhì)中，極化強(qiáng)度 與場(chǎng)強(qiáng)與場(chǎng)強(qiáng) 的方向相同，大的方向相同，大小滿(mǎn)足關(guān)系式：小滿(mǎn)足關(guān)系式：PE32EEEP 為通常的為通常的極化率，極化率， 、 為二階、三階的為二階、三階的極化

25、系數(shù)，極化系數(shù)，是與光強(qiáng)無(wú)關(guān)的常量，由介質(zhì)的性質(zhì)決定。是與光強(qiáng)無(wú)關(guān)的常量，由介質(zhì)的性質(zhì)決定。 對(duì)于強(qiáng)激光（對(duì)于強(qiáng)激光（E1010 V/m），電場(chǎng)強(qiáng)度可與原子），電場(chǎng)強(qiáng)度可與原子內(nèi)部的庫(kù)侖場(chǎng)相比擬，介質(zhì)的極化強(qiáng)度不僅與場(chǎng)強(qiáng)內(nèi)部的庫(kù)侖場(chǎng)相比擬，介質(zhì)的極化強(qiáng)度不僅與場(chǎng)強(qiáng)E的一次方有關(guān)，而且還決定于的一次方有關(guān)，而且還決定于E的更高冪次項(xiàng)，從而的更高冪次項(xiàng)，從而導(dǎo)致產(chǎn)生各種非線(xiàn)性現(xiàn)象，稱(chēng)為導(dǎo)致產(chǎn)生各種非線(xiàn)性現(xiàn)象，稱(chēng)為非線(xiàn)性光學(xué)非線(xiàn)性光學(xué)。 普通光源光波的電場(chǎng)強(qiáng)度（約普通光源光波的電場(chǎng)強(qiáng)度（約1034 V/m）遠(yuǎn)小于）遠(yuǎn)小于原子內(nèi)部的平均場(chǎng)強(qiáng)（約原子內(nèi)部的平均場(chǎng)強(qiáng)（約3 1010 V/m），介質(zhì)的極化），介質(zhì)的極化強(qiáng)度與光波的電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，即強(qiáng)度與光波的電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，即 P = E ，此時(shí)，此時(shí)光光波疊加遵守線(xiàn)性疊加原理，稱(chēng)為波疊加遵守線(xiàn)性疊加原理，稱(chēng)為線(xiàn)性光學(xué)線(xiàn)性光學(xué)。 強(qiáng)光與被動(dòng)介質(zhì)相互作用產(chǎn)生的非線(xiàn)性光學(xué)現(xiàn)象；強(qiáng)光與被動(dòng)介質(zhì)相互作用產(chǎn)生的非線(xiàn)性光學(xué)現(xiàn)象； 強(qiáng)光與激活介質(zhì)相互作用產(chǎn)生的非線(xiàn)性光學(xué)現(xiàn)象；強(qiáng)光與激活介質(zhì)相互作用產(chǎn)生的非線(xiàn)性光學(xué)現(xiàn)象；如光學(xué)整流、光學(xué)倍頻、光學(xué)混頻、自聚焦等。如光學(xué)整流、光學(xué)倍頻、光學(xué)混頻、自聚焦等。 如受激拉曼散射、受激布里淵散射等。如受激拉曼散射、受激布里淵散射等。 2. 光學(xué)倍頻光學(xué)倍頻除原有頻率除原有頻率 的基頻外，還出現(xiàn)了頻率