軸對稱偏振光束的生成、特性及應用

軸對稱偏振光束的生成、特性及應用一、本文概述軸對稱偏振光束作為一種特殊的光束形態(tài)，近年來在光學、光電子學、光通信等領域引起了廣泛的關(guān)注。本文旨在全面深入地探討軸對稱偏振光束的生成方法、獨特特性以及其在不同領域中的應用。我們將從理論和實驗兩個方面出發(fā)，系統(tǒng)闡述軸對稱偏振光束的基本原理和生成技術(shù)，分析其在光學操控、光學成像、光通信等領域的潛在應用，并展望其未來的發(fā)展前景。通過對軸對稱偏振光束的深入研究，我們期望能夠為光學領域的科技進步貢獻新的力量，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。二、軸對稱偏振光束的生成方法軸對稱偏振光束的生成是光學領域的一個重要研究方向，它對于深入了解光的偏振性質(zhì)以及開發(fā)新型光學器件和技術(shù)具有重要意義。軸對稱偏振光束的生成方法主要包括空間光調(diào)制法、激光諧振腔法和光學元件法等。空間光調(diào)制法：這種方法利用空間光調(diào)制器（如液晶空間光調(diào)制器或變形鏡）對入射光束進行調(diào)制，使其具有特定的偏振分布。通過精確控制調(diào)制器的像素點，可以實現(xiàn)軸對稱偏振光束的生成。這種方法具有靈活性和可編程性，但需要對調(diào)制器進行精確的校準和控制。激光諧振腔法：激光諧振腔法通過在激光諧振腔內(nèi)引入特定的偏振元件（如偏振片、波片等），使激光在諧振腔內(nèi)傳播時形成軸對稱偏振分布。這種方法生成的軸對稱偏振光束具有較高的穩(wěn)定性和純度，但需要特定的激光器和光學元件，且諧振腔的設計和調(diào)整較為復雜。光學元件法：光學元件法利用特定的光學元件（如偏振轉(zhuǎn)換器、偏振分束器等）對入射光束進行處理，生成軸對稱偏振光束。這種方法具有簡單性和實用性，適用于各種光源和光學系統(tǒng)。光學元件的性能和質(zhì)量對生成的偏振光束質(zhì)量有較大影響，需要選擇合適的元件并進行精確的調(diào)試。軸對稱偏振光束的生成方法具有多樣性，可根據(jù)具體需求和實驗條件選擇合適的方法。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，相信未來會有更多新的生成方法和技術(shù)涌現(xiàn)，為光學領域的發(fā)展注入新的活力。三、軸對稱偏振光束的特性分析軸對稱偏振光束作為一種特殊的光束形態(tài)，具有一系列獨特的特性，這些特性使其在光學、物理、生物醫(yī)學等領域具有廣泛的應用前景。偏振特性：軸對稱偏振光束的偏振狀態(tài)具有軸對稱性，即光束的偏振方向沿其傳播軸呈現(xiàn)特定的對稱分布。這種偏振特性使得光束在通過偏振器件時表現(xiàn)出獨特的行為，如偏振選擇透過性、偏振轉(zhuǎn)換等。聚焦特性：軸對稱偏振光束在聚焦過程中具有特殊的性質(zhì)。由于偏振方向的軸對稱性，光束在聚焦時能夠形成更為均勻的焦點，減少了光束的散射和能量損失。這一特性使得軸對稱偏振光束在光學成像、光學加工等領域具有獨特的優(yōu)勢。光束傳輸特性：軸對稱偏振光束在傳輸過程中表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。由于偏振方向的軸對稱性，光束在傳輸過程中能夠有效地抵抗外界環(huán)境的干擾，如溫度、壓力等因素的變化。這使得軸對稱偏振光束在遠程通信、光學傳感等領域具有廣泛的應用前景。軸對稱偏振光束還具有一些其他特性，如偏振態(tài)轉(zhuǎn)換的靈活性、光束調(diào)控的多樣性等。這些特性使得軸對稱偏振光束在光學操控、光學成像、生物醫(yī)學等領域具有廣泛的應用潛力。例如，在生物醫(yī)學領域，軸對稱偏振光束可用于實現(xiàn)精確的細胞操控、組織成像等功能；在光學成像領域，軸對稱偏振光束可用于提高成像的對比度和分辨率；在光學通信領域，軸對稱偏振光束可用于提高通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。軸對稱偏振光束具有獨特的偏振特性、聚焦特性以及光束傳輸特性等，這些特性使得其在多個領域具有廣泛的應用前景。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，軸對稱偏振光束的特性和應用將會得到更深入的研究和開發(fā)。四、軸對稱偏振光束的應用領域軸對稱偏振光束作為一種獨特的光束形態(tài)，其獨特的偏振特性和光場分布為其在眾多領域中找到了廣泛的應用。光學顯微成像：在光學顯微成像中，軸對稱偏振光束能夠有效地提高成像的對比度和分辨率。由于軸對稱偏振光束的偏振狀態(tài)可以在物體表面產(chǎn)生獨特的反射和散射行為，因此它能夠在復雜的生物樣本或材料表面產(chǎn)生強烈的對比度，從而揭示出更多的結(jié)構(gòu)細節(jié)。光學數(shù)據(jù)存儲：在光學數(shù)據(jù)存儲領域，軸對稱偏振光束的應用主要體現(xiàn)在提高數(shù)據(jù)存儲的密度和速度。軸對稱偏振光束的特定偏振狀態(tài)可以有效地提高光與存儲介質(zhì)之間的相互作用，從而增加數(shù)據(jù)的存儲容量和讀寫速度。光學通信：在自由空間光通信中，軸對稱偏振光束能夠顯著提高通信的穩(wěn)定性和抗干擾能力。其獨特的偏振特性可以有效地抑制大氣湍流對光信號的影響，提高通信的可靠性。光學操控：在光學操控領域，軸對稱偏振光束被廣泛應用于粒子操控、光學捕獲和光學牽引等領域。其獨特的偏振和光場分布能夠產(chǎn)生強烈的光學梯度力，從而實現(xiàn)對微小粒子的精確操控。材料加工：在材料加工領域，軸對稱偏振光束能夠提供高精度和高效率的加工方式。其獨特的偏振特性可以實現(xiàn)對材料表面的精細加工，同時降低加工過程中的熱損傷。生物醫(yī)學：在生物醫(yī)學領域，軸對稱偏振光束被用于提高生物醫(yī)學成像的對比度和分辨率，如用于提高共聚焦顯微鏡、雙光子顯微鏡等成像技術(shù)的性能。軸對稱偏振光束還被用于光遺傳學、光動力治療等領域，實現(xiàn)對生物細胞和組織的高精度操控和治療。光學測量：軸對稱偏振光束在光學測量中也發(fā)揮著重要作用。由于其偏振特性，可以用于提高干涉儀、偏振儀等光學測量設備的精度和穩(wěn)定性。同時，軸對稱偏振光束還可以用于測量物體的表面粗糙度、形貌等參數(shù)。量子光學：在量子光學領域，軸對稱偏振光束也被廣泛研究。其獨特的偏振和光場分布為量子糾纏、量子通信等研究提供了新的途徑。軸對稱偏振光束在光學顯微成像、光學數(shù)據(jù)存儲、光學通信、光學操控、材料加工、生物醫(yī)學、光學測量和量子光學等多個領域都有著廣泛的應用前景。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，軸對稱偏振光束的應用領域還將不斷擴大和深化。五、軸對稱偏振光束的技術(shù)挑戰(zhàn)與前景展望隨著科學技術(shù)的發(fā)展，軸對稱偏振光束作為一種特殊的光束形態(tài)，在多個領域展現(xiàn)出了獨特的應用潛力。在實際應用中，軸對稱偏振光束的生成與控制仍面臨一系列技術(shù)挑戰(zhàn)。技術(shù)挑戰(zhàn)方面，軸對稱偏振光束的生成需要精密的光學元件和復雜的控制系統(tǒng)，這使得其成本較高，限制了其在某些領域的應用。由于軸對稱偏振光束的特性較為復雜，對其進行精確的測量和控制是一個巨大的挑戰(zhàn)。在實際應用中，環(huán)境因素如溫度、振動等都會對軸對稱偏振光束的性能產(chǎn)生影響，因此如何實現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的光束輸出也是一個亟待解決的問題。盡管存在這些技術(shù)挑戰(zhàn)，但軸對稱偏振光束的前景仍然十分廣闊。隨著光學材料和加工技術(shù)的不斷發(fā)展，有望降低軸對稱偏振光束生成的成本，提高其在實際應用中的競爭力。隨著科學技術(shù)的進步，人們有望研發(fā)出更為精確、穩(wěn)定的光束控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對軸對稱偏振光束的精確控制。隨著對軸對稱偏振光束特性研究的深入，人們有望發(fā)現(xiàn)其在更多領域的應用潛力，推動相關(guān)領域的技術(shù)進步。展望未來，軸對稱偏振光束有望在光學通信、光學成像、生物醫(yī)學等領域發(fā)揮更大的作用。例如，在光學通信中，軸對稱偏振光束可以提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力和傳輸效率；在光學成像中，軸對稱偏振光束可以提高成像的對比度和分辨率；在生物醫(yī)學中，軸對稱偏振光束可以用于更為精確的激光手術(shù)和光學診斷。軸對稱偏振光束作為一種特殊的光束形態(tài)，具有獨特的應用潛力和廣闊的應用前景。盡管在實際應用中仍面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)，但隨著科學技術(shù)的不斷進步，相信這些挑戰(zhàn)終將被克服，軸對稱偏振光束將在更多領域展現(xiàn)出其獨特的魅力。六、結(jié)論本文詳細探討了軸對稱偏振光束的生成、特性以及應用。軸對稱偏振光束作為一種特殊的光束形態(tài)，其獨特的偏振特性使得它在眾多領域都有著廣泛的應用前景。在生成方法上，我們介紹了多種制備軸對稱偏振光束的方法，包括利用空間光調(diào)制器、液晶偏振光柵等。這些方法各有優(yōu)劣，可以根據(jù)實際需求進行選擇。我們還討論了軸對稱偏振光束的一些基本特性，如偏振分布、光束形狀等，這些特性對于理解和應用軸對稱偏振光束具有重要意義。在應用領域方面，軸對稱偏振光束在微粒操控、生物醫(yī)學成像、光學通信等領域都有著重要的應用。例如，在微粒操控中，軸對稱偏振光束可以實現(xiàn)粒子的三維操控，為微納操作提供了新的工具。在生物醫(yī)學成像中，軸對稱偏振光束可以提高成像的對比度和分辨率，為生物醫(yī)學研究提供了更精確的數(shù)據(jù)。在光學通信中，軸對稱偏振光束可以提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力和傳輸效率，為光通信技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路。軸對稱偏振光束作為一種特殊的光束形態(tài)，其生成、特性以及應用都具有重要的研究價值和應用前景。未來，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，軸對稱偏振光束的生成技術(shù)和應用領域?qū)玫礁M一步的拓展和完善。我們期待這一領域能夠產(chǎn)生更多的創(chuàng)新成果，為人類社會的發(fā)展做出更大的貢獻。參考資料：偏振光（polarizedlight），光學名詞。光是一種電磁波，電磁波是橫波。而振動方向和光波前進方向構(gòu)成的平面叫做振動面，光的振動面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或線偏振光。振動方向?qū)τ趥鞑シ较虻牟粚ΨQ性叫做偏振，它是橫波區(qū)別于其他縱波的一個最明顯的標志，只有橫波才有偏振現(xiàn)象。光波是電磁波，光波的傳播方向就是電磁波的傳播方向。光波中的電振動矢量E和磁振動矢量H都與傳播速度v垂直，因此光波是橫波，它具有偏振性。具有偏振性的光則稱為偏振光。光的偏振現(xiàn)象可以借助于實驗裝置進行檢測，PP2是兩塊同樣的偏振片。通過一片偏振片p1直接觀察自然光（如燈光或陽光），透過偏振片的光雖然變成了偏振光，但由于人的眼睛沒有辨別偏振光的能力，故無法察覺。如果我們把偏振片P1的方位固定，而把偏振片P2緩慢地轉(zhuǎn)動，就可發(fā)現(xiàn)透射光的強度隨著P2轉(zhuǎn)動而出現(xiàn)周期性的變化，而且每轉(zhuǎn)過90°就會重復出現(xiàn)發(fā)光強度從最大逐漸減弱到最暗；繼續(xù)轉(zhuǎn)動P2則光強又從接近于零逐漸增強到最大。由此可知，通過P1的透射光與原來的入射光性質(zhì)是有所不同的，這說明經(jīng)P1的透射光的振動對傳播方向不具有對稱性。自然光經(jīng)過偏振片后，改變成為具有一定振動方向的光。這是由于偏振片中存在著某種特征性的方向，叫做偏振化方向，偏振片只允許平行于偏振化方向的振動通過，同時過濾掉垂直于該方向振動的光。通過偏振片的透射光，它的振動限制在某一振動方向上,我們把第一個偏振片P1叫做“起偏器”，它的作用是把自然光變成偏振光，但是人的眼睛不能辨別偏振光。必須依靠第二片偏振片P2去檢查。旋轉(zhuǎn)P2，當它的偏振化方向與偏振光的偏振面平行時，偏振光可順利通過，這時在P2的后面有較亮的光。當P2的偏振方向與偏振光的偏振面垂直時，偏振光不能通過，在P2后面也變暗。第二個偏振片幫助我們辨別出偏振光，因此它也稱為“檢偏器”。偏振光是指光矢量的振動方向不變，或具有某種規(guī)則地變化的光波。按照其性質(zhì),偏振光又可分為平面偏振光（線偏振光）、圓偏振光和橢圓偏振光、部分偏振光幾種。如果光波電矢量的振動方向只局限在一確定的平面內(nèi)，則這種偏振光稱為平面偏振光，因為振動的方向在傳播過程中為一直線，故又稱線偏振光。如果光波電矢量隨時間作有規(guī)則地改變，即電矢量末端軌跡在垂直于傳播方向的平面上呈圓形或橢圓形,則稱為圓偏振光或橢圓偏振光。如果光波電矢量的振動在傳播過程中只是在某一確定的方向上占有相對優(yōu)勢，這種偏振光就稱為部分偏振光。光波是橫波，即光波矢量的振動方向垂直于光的傳播方向。通常，光源發(fā)出的光波，其光波矢量的振動在垂直于光的傳播方向上作無規(guī)則取向，但統(tǒng)計平均來說，在空間所有可能的方向上，光波矢量的分布可看作是機會均等的，它們的總和與光的傳播方向是對稱的，即光矢量具有軸對稱性、均勻分布、各方向振動的振幅相同，這種光就稱為自然光。光矢量端點的軌跡為直線，即光矢量只沿著一個確定的方向振動，其大小隨相位變化、方向不變，稱為線偏振光。光矢量端點的軌跡為一橢圓，即光矢量不斷旋轉(zhuǎn)，其大小、方向隨時間有規(guī)律的變化。光矢量端點的軌跡為一圓，即光矢量不斷旋轉(zhuǎn)，其大小不變，但方向隨時間有規(guī)律地變化。在垂直于光傳播方向的平面上，含有各種振動方向的光矢量，但光振動在某一方向更顯著，不難看出，部分偏振光是自然光和完全偏振光的疊加。通過反射、多次折射、雙折射和選擇性吸收的方法可以獲得平面偏振光。可采用具有選擇吸收的偏振片產(chǎn)生平面偏振光。偏振片是用人工方法制成的薄膜，是用特殊方法使選擇性吸收很強的微粒晶體在透明膠層中作有規(guī)則排列而制成的，它允許透過某一電矢量振動方向的光（此方向稱為偏振化方向），而吸收與其垂直振動的光，即具有二向色性.因此自然光通過偏振片后，透射光基本上成為平面偏振光。由于偏振片易于制作，所以它是普遍使用的偏振器。橫波有一個特性，就是它的振動是有極性的。在與傳播方向垂直的平面上，它可以向任一方向振動。一般把光波電場振動方向作為光振動方向。如果一束光線都在同一方向上振動，就稱它們是偏振光，或嚴格一點，稱為完全偏振光。一般的自然光在各個方向振動是均勻分布的，是非偏振光。光滑的非金屬表面在一定角度下（稱為布儒斯特角，與物質(zhì)的折射率有關(guān)）反射形成的眩光是偏振光。偏離了這個角度，就會有部分非偏振光混雜在偏振光里。我們稱這種光線為部分偏振光。部分偏振光是有程度的。偏離的角度越大，偏振光的成分越少，最終成為非偏振光。當分子中的一個碳原子與四個不同的基團連接時，這個化合物可能有兩種不同的排列方式。如圖1可知，以上兩個分子在空間不能重疊，它們并不是同一種化合物，這兩個構(gòu)型化合物的不同表現(xiàn)在對平面偏振光的不同影響。手性實際上是指兩個化合物互為實物與鏡像關(guān)系，不能重合的性質(zhì)。旋光活性：使偏振光的振動面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)。具有手性的分子具有旋光活性。見圖2。分子的同分異構(gòu)現(xiàn)象可以分為兩類：構(gòu)造異構(gòu)和立體異構(gòu)。構(gòu)造異構(gòu)又可以分為碳鏈異構(gòu)，位置異構(gòu)和官能團異構(gòu)；立體異構(gòu)可以分為構(gòu)型異構(gòu)和構(gòu)象異構(gòu)；構(gòu)型異構(gòu)又可以分為順反異構(gòu)（幾何異構(gòu)）和對映異構(gòu)（旋光異構(gòu)）。由物質(zhì)的旋光性可以將物質(zhì)分為兩類：一類是可以使平面偏振光振動面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)，叫做旋光性物質(zhì)；另一類是是不能使平面偏振光振動面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)，是非旋光性物質(zhì)。旋光物質(zhì)使偏振光旋轉(zhuǎn)的角度叫做旋光度，以“α”表示。順時針，表示右旋，用+表示；逆時針，表示左旋，用-表示。但旋光度α受到溫度，光源，濃度等的影響，用另一個量來描述物質(zhì)的旋光性，即比旋光度。比旋光度一般用表示，即單位濃度和單位長度下的旋光度，是旋光物質(zhì)的特征物理常數(shù)。在實際工作中，常常可以用不同長度的旋光管和不同的樣品濃度測定某物質(zhì)溶液的旋光度α，并按下式進行換算得出該物質(zhì)的比旋光度。式中：C--溶液的濃度（g/100mL）；l--旋光管長度（dm）。除此之外，有的文獻采用分子比旋光度m來表示物質(zhì)的旋光性質(zhì)。分子比旋光度與比旋光度的換算公式如下：旋光性物質(zhì)的旋光度和旋光方向可用旋光儀進行測定。因偏振光的波長和測定時的溫度對比旋光度也有影響，故表示比旋光度時，還要把溫度及光源的波長標出，將溫度寫在的右上角，波長寫在右下角。溶劑對比旋光度也有影響，故也要注明所用溶劑。例如某物質(zhì)的比旋光度為：20D=3（C=1,CH3OH），這說明該物質(zhì)的比旋光度為右旋3，測定時的溫度為20℃，使用D鈉光，溶劑為甲醇，溶液濃度為1%。汽車夜間在公路上行駛與對面的車輛相遇時，為了避免雙方車燈的眩目，司機都關(guān)閉大燈，只開小燈，放慢車速，以免發(fā)生車禍。如駕駛室的前窗玻璃和車燈的玻璃罩都裝有偏振片，而且規(guī)定它們的偏振化方向都沿同一方向并與水平面成45度角，那么，司機從前窗只能看到自已的車燈發(fā)出的光，而看不到對面車燈的光，汽車在夜間行駛時，既不要熄燈，也不要減速，可以保證安全行車。在陽光充足的白天駕駛汽車，從路面或周圍建筑物的玻璃上反射過來的耀眼的陽光，常會使眼睛睜不開。由于光是橫波，所以這些強烈的來自上空的散射光基本上是水平方向振動的。只需帶一副只能透射豎直方向偏振光的偏振太陽鏡便可擋住部分的散射光。在拍攝立體電影時，用兩個攝影機，兩個攝影機的鏡頭相當于人的兩只眼睛，它們同時分別拍下同一物體的兩個畫像，放映時把兩個畫像同時映在銀幕上。如果設法使觀眾的一只眼睛只能看到其中一個畫面，就可以使觀眾得到立體感。為此，在放映時，兩個放像機每個放像機鏡頭上放一個偏振片，兩個偏振片的偏振化方向相互垂直，觀眾戴上用偏振片做成的眼鏡，左眼偏振片的偏振化方向與左面放像機上的偏振化方向相同，右眼偏振片的偏振化方向與右面放像機上的偏振化方向相同，銀幕上的兩個畫面分別通過兩只眼睛觀察，在人的腦海中就形成立體化的影像了。自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射時，反射光和折射光都是偏振光，而且入射角變化時，偏振的程度也有變化。在拍攝表面光滑的物體，如玻璃器皿、水面、陳列櫥柜、油漆表面、塑料表面等，常常會出現(xiàn)耀斑或反光，這是由于反射光波的干擾而引起的。如果在拍攝時加用偏振鏡，并適當?shù)匦D(zhuǎn)偏振鏡片，讓它的透振方向與反射光的透振方向垂直，就可以減弱反射光而使水下或玻璃后的影像清晰。偏振光通過一些介質(zhì)后，其振動方向相對原來的振動方向會發(fā)生一定角度的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的這個角度叫旋光度，旋光度與介質(zhì)的濃度、長度、折射率等因素有關(guān)。測量旋光度的大小，就可以知道介質(zhì)相關(guān)物理量的變化。人的眼睛對光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲的眼睛對偏振卻很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支單眼、兩支復眼，每個復眼包含有6300個小眼，這些小眼能根據(jù)太陽的偏光確定太陽的方位，然后以太陽為定向標來判斷方向，所以蜜蜂可以準確無誤地把它的同類引到它所找到的花叢。再如在沙漠中，如果不帶羅盤，人是會迷路的，但是沙漠中有一種螞蟻，它能利用天空中的紫外偏光導航，因而不會迷路。LCD技術(shù)是把液晶灌入兩個列有細槽的平面之間。這兩個平面上的槽互相垂直（相交成90度）。也就是說，若一個平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子東西向排列，而位于兩個平面之間的分子被強迫進入一種90度扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時也被扭轉(zhuǎn)90度。但當液晶上加一個電壓時，分子便會重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。LCD是依賴極化濾光器（片）和光線本身。自然光線是朝四面八方隨機發(fā)散的。極化濾光器實際是一系列越來越細的平行線。這些線形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光線。極化濾光器的線正好與第一個垂直，所以能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。只有兩個濾光器的線完全平行，或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個極化濾光器相匹配，光線才得以穿透。LCD正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光器構(gòu)成，所以在正常情況下應該阻斷所有試圖穿透的光線。由于兩個濾光器之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個濾光器后，會被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度，最后從第二個濾光器中穿出。另一方面，若為液晶加一個電壓，分子又會重新排列并完全平行，使光線不再扭轉(zhuǎn)，所以正好被第二個濾光器擋住。不加電將光線射出，加電則使光線阻斷。運動性疼痛——各種亞急性慢性肌肉痛和關(guān)節(jié)痛；各種骨關(guān)節(jié)退行性病變所致的疼痛：頸椎病、肩周炎、肱骨外上髁炎；腰椎間盤突出癥、膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎、足跟痛與足底痛及各種關(guān)節(jié)炎等；①無損傷，②無痛苦，③無感染危險，④治療時間短，⑤無副作用及并發(fā)癥，⑥適應范圍廣，⑦作為神經(jīng)阻滯的輔助療法或替代療法。偏振光可用于對藥物有變態(tài)反應的高齡、出血性疾病等不宜神經(jīng)阻滯的患者?？膳c各種藥物療法并用。操作者無須較高的醫(yī)療技術(shù)，在醫(yī)師指導下護士即可完成局部普通照射操作。激光是單色線性偏振光，紅外偏振光是寬譜橢圓偏振光，類似于不同波段低功率激光的復合應用。試驗證明，不同波段激光復合應用的療效多優(yōu)于單一激光。人類對偏振光的感知能力，是因為有一種叫做葉黃素的化學物質(zhì)，在視網(wǎng)膜上一個叫做黃斑的區(qū)域，呈同心圓樣排列著。葉黃素在自然界中廣泛存在，分子結(jié)構(gòu)纖細苗條。這種貌似普通的化學物質(zhì)，有著一種特殊的光學性質(zhì)：當它的長軸和偏振光振動方向平行，葉黃素將會吸收射入光線中的藍光。經(jīng)過B區(qū)域的葉黃素的過濾，顯示器散發(fā)的垂直白色偏振光，將以黃色——藍色的互補色——投射在視網(wǎng)膜感光細胞上。因此看到兩把水平黃刷子。而垂直部分（A區(qū)域），一切照常，但是由于心理性成像（psychologicalvision），這部分將形成更是微弱難辨的藍色刷子。大部分人經(jīng)過“看刷子訓練”，都可以看到這個微弱的影像。偏振光（polarizedlight），光學名詞。光是一種電磁波，電磁波是橫波。而振動方向和光波前進方向構(gòu)成的平面叫做振動面，光的振動面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或線偏振光。振動方向?qū)τ趥鞑シ较虻牟粚ΨQ性叫做偏振，它是橫波區(qū)別于其他縱波的一個最明顯的標志，只有橫波才有偏振現(xiàn)象。光波是電磁波，光波的傳播方向就是電磁波的傳播方向。光波中的電振動矢量E和磁振動矢量H都與傳播速度v垂直，因此光波是橫波，它具有偏振性。具有偏振性的光則稱為偏振光。光的偏振現(xiàn)象可以借助于實驗裝置進行檢測，PP2是兩塊同樣的偏振片。通過一片偏振片p1直接觀察自然光（如燈光或陽光），透過偏振片的光雖然變成了偏振光，但由于人的眼睛沒有辨別偏振光的能力，故無法察覺。如果我們把偏振片P1的方位固定，而把偏振片P2緩慢地轉(zhuǎn)動，就可發(fā)現(xiàn)透射光的強度隨著P2轉(zhuǎn)動而出現(xiàn)周期性的變化，而且每轉(zhuǎn)過90°就會重復出現(xiàn)發(fā)光強度從最大逐漸減弱到最暗；繼續(xù)轉(zhuǎn)動P2則光強又從接近于零逐漸增強到最大。由此可知，通過P1的透射光與原來的入射光性質(zhì)是有所不同的，這說明經(jīng)P1的透射光的振動對傳播方向不具有對稱性。自然光經(jīng)過偏振片后，改變成為具有一定振動方向的光。這是由于偏振片中存在著某種特征性的方向，叫做偏振化方向，偏振片只允許平行于偏振化方向的振動通過，同時過濾掉垂直于該方向振動的光。通過偏振片的透射光，它的振動限制在某一振動方向上,我們把第一個偏振片P1叫做“起偏器”，它的作用是把自然光變成偏振光，但是人的眼睛不能辨別偏振光。必須依靠第二片偏振片P2去檢查。旋轉(zhuǎn)P2，當它的偏振化方向與偏振光的偏振面平行時，偏振光可順利通過，這時在P2的后面有較亮的光。當P2的偏振方向與偏振光的偏振面垂直時，偏振光不能通過，在P2后面也變暗。第二個偏振片幫助我們辨別出偏振光，因此它也稱為“檢偏器”。偏振光是指光矢量的振動方向不變，或具有某種規(guī)則地變化的光波。按照其性質(zhì),偏振光又可分為平面偏振光（線偏振光）、圓偏振光和橢圓偏振光、部分偏振光幾種。如果光波電矢量的振動方向只局限在一確定的平面內(nèi)，則這種偏振光稱為平面偏振光，因為振動的方向在傳播過程中為一直線，故又稱線偏振光。如果光波電矢量隨時間作有規(guī)則地改變，即電矢量末端軌跡在垂直于傳播方向的平面上呈圓形或橢圓形,則稱為圓偏振光或橢圓偏振光。如果光波電矢量的振動在傳播過程中只是在某一確定的方向上占有相對優(yōu)勢，這種偏振光就稱為部分偏振光。光波是橫波，即光波矢量的振動方向垂直于光的傳播方向。通常，光源發(fā)出的光波，其光波矢量的振動在垂直于光的傳播方向上作無規(guī)則取向，但統(tǒng)計平均來說，在空間所有可能的方向上，光波矢量的分布可看作是機會均等的，它們的總和與光的傳播方向是對稱的，即光矢量具有軸對稱性、均勻分布、各方向振動的振幅相同，這種光就稱為自然光。光矢量端點的軌跡為直線，即光矢量只沿著一個確定的方向振動，其大小隨相位變化、方向不變，稱為線偏振光。光矢量端點的軌跡為一橢圓，即光矢量不斷旋轉(zhuǎn)，其大小、方向隨時間有規(guī)律的變化。光矢量端點的軌跡為一圓，即光矢量不斷旋轉(zhuǎn)，其大小不變，但方向隨時間有規(guī)律地變化。在垂直于光傳播方向的平面上，含有各種振動方向的光矢量，但光振動在某一方向更顯著，不難看出，部分偏振光是自然光和完全偏振光的疊加。通過反射、多次折射、雙折射和選擇性吸收的方法可以獲得平面偏振光?？刹捎镁哂羞x擇吸收的偏振片產(chǎn)生平面偏振光。偏振片是用人工方法制成的薄膜，是用特殊方法使選擇性吸收很強的微粒晶體在透明膠層中作有規(guī)則排列而制成的，它允許透過某一電矢量振動方向的光（此方向稱為偏振化方向），而吸收與其垂直振動的光，即具有二向色性.因此自然光通過偏振片后，透射光基本上成為平面偏振光。由于偏振片易于制作，所以它是普遍使用的偏振器。橫波有一個特性，就是它的振動是有極性的。在與傳播方向垂直的平面上，它可以向任一方向振動。一般把光波電場振動方向作為光振動方向。如果一束光線都在同一方向上振動，就稱它們是偏振光，或嚴格一點，稱為完全偏振光。一般的自然光在各個方向振動是均勻分布的，是非偏振光。光滑的非金屬表面在一定角度下（稱為布儒斯特角，與物質(zhì)的折射率有關(guān)）反射形成的眩光是偏振光。偏離了這個角度，就會有部分非偏振光混雜在偏振光里。我們稱這種光線為部分偏振光。部分偏振光是有程度的。偏離的角度越大，偏振光的成分越少，最終成為非偏振光。當分子中的一個碳原子與四個不同的基團連接時，這個化合物可能有兩種不同的排列方式。如圖1可知，以上兩個分子在空間不能重疊，它們并不是同一種化合物，這兩個構(gòu)型化合物的不同表現(xiàn)在對平面偏振光的不同影響。手性實際上是指兩個化合物互為實物與鏡像關(guān)系，不能重合的性質(zhì)。旋光活性：使偏振光的振動面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)。具有手性的分子具有旋光活性。見圖2。分子的同分異構(gòu)現(xiàn)象可以分為兩類：構(gòu)造異構(gòu)和立體異構(gòu)。構(gòu)造異構(gòu)又可以分為碳鏈異構(gòu)，位置異構(gòu)和官能團異構(gòu)；立體異構(gòu)可以分為構(gòu)型異構(gòu)和構(gòu)象異構(gòu)；構(gòu)型異構(gòu)又可以分為順反異構(gòu)（幾何異構(gòu)）和對映異構(gòu)（旋光異構(gòu)）。由物質(zhì)的旋光性可以將物質(zhì)分為兩類：一類是可以使平面偏振光振動面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)，叫做旋光性物質(zhì)；另一類是是不能使平面偏振光振動面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)，是非旋光性物質(zhì)。旋光物質(zhì)使偏振光旋轉(zhuǎn)的角度叫做旋光度，以“α”表示。順時針，表示右旋，用+表示；逆時針，表示左旋，用-表示。但旋光度α受到溫度，光源，濃度等的影響，用另一個量來描述物質(zhì)的旋光性，即比旋光度。比旋光度一般用表示，即單位濃度和單位長度下的旋光度，是旋光物質(zhì)的特征物理常數(shù)。在實際工作中，常常可以用不同長度的旋光管和不同的樣品濃度測定某物質(zhì)溶液的旋光度α，并按下式進行換算得出該物質(zhì)的比旋光度。式中：C--溶液的濃度（g/100mL）；l--旋光管長度（dm）。除此之外，有的文獻采用分子比旋光度m來表示物質(zhì)的旋光性質(zhì)。分子比旋光度與比旋光度的換算公式如下：旋光性物質(zhì)的旋光度和旋光方向可用旋光儀進行測定。因偏振光的波長和測定時的溫度對比旋光度也有影響，故表示比旋光度時，還要把溫度及光源的波長標出，將溫度寫在的右上角，波長寫在右下角。溶劑對比旋光度也有影響，故也要注明所用溶劑。例如某物質(zhì)的比旋光度為：20D=3（C=1,CH3OH），這說明該物質(zhì)的比旋光度為右旋3，測定時的溫度為20℃，使用D鈉光，溶劑為甲醇，溶液濃度為1%。汽車夜間在公路上行駛與對面的車輛相遇時，為了避免雙方車燈的眩目，司機都關(guān)閉大燈，只開小燈，放慢車速，以免發(fā)生車禍。如駕駛室的前窗玻璃和車燈的玻璃罩都裝有偏振片，而且規(guī)定它們的偏振化方向都沿同一方向并與水平面成45度角，那么，司機從前窗只能看到自已的車燈發(fā)出的光，而看不到對面車燈的光，汽車在夜間行駛時，既不要熄燈，也不要減速，可以保證安全行車。在陽光充足的白天駕駛汽車，從路面或周圍建筑物的玻璃上反射過來的耀眼的陽光，常會使眼睛睜不開。由于光是橫波，所以這些強烈的來自上空的散射光基本上是水平方向振動的。只需帶一副只能透射豎直方向偏振光的偏振太陽鏡便可擋住部分的散射光。在拍攝立體電影時，用兩個攝影機，兩個攝影機的鏡頭相當于人的兩只眼睛，它們同時分別拍下同一物體的兩個畫像，放映時把兩個畫像同時映在銀幕上。如果設法使觀眾的一只眼睛只能看到其中一個畫面，就可以使觀眾得到立體感。為此，在放映時，兩個放像機每個放像機鏡頭上放一個偏振片，兩個偏振片的偏振化方向相互垂直，觀眾戴上用偏振片做成的眼鏡，左眼偏振片的偏振化方向與左面放像機上的偏振化方向相同，右眼偏振片的偏振化方向與右面放像機上的偏振化方向相同，銀幕上的兩個畫面分別通過兩只眼睛觀察，在人的腦海中就形成立體化的影像了。自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射時，反射光和折射光都是偏振光，而且入射角變化時，偏振的程度也有變化。在拍攝表面光滑的物體，如玻璃器皿、水面、陳列櫥柜、油漆表面、塑料表面等，常常會出現(xiàn)耀斑或反光，這是由于反射光波的干擾而引起的。如果在拍攝時加用偏振鏡，并適當?shù)匦D(zhuǎn)偏振鏡片，讓它的透振方向與反射光的透振方向垂直，就可以減弱反射光而使水下或玻璃后的影像清晰。偏振光通過一些介質(zhì)后，其振動方向相對原來的振動方向會發(fā)生一定角度的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的這個角度叫旋光度，旋光度與介質(zhì)的濃度、長度、折射率等因素有關(guān)。測量旋光度的大小，就可以知道介質(zhì)相關(guān)物理量的變化。人的眼睛對光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲的眼睛對偏振卻很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支單眼、兩支復眼，每個復眼包含有6300個小眼，這些小眼能根據(jù)太陽的偏光確定太陽的方位，然后以太陽為定向標來判斷方向，所以蜜蜂可以準確無誤地把它的同類引到它所找到的花叢。再如在沙漠中，如果不帶羅盤，人是會迷路的，但是沙漠中有一種螞蟻，它能利用天空中的紫外偏光導航，因而不會迷路。LCD技術(shù)是把液晶灌入兩個列有細槽的平面之間。這兩個平面上的槽互相垂直（相交成90度）。也就是說，若一個平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子東西向排列，而位于兩個平面之間的分子被強迫進入一種90度扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時也被扭轉(zhuǎn)90度。但當液晶上加一個電壓時，分子便會重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。LCD是依賴極化濾光器（片）和光線本身。自然光線是朝四面八方隨機發(fā)散的。極化濾光器實際是一系列越來越細的平行線。這些線形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光線。極化濾光器的線正好與第一個垂直，所以能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。只有兩個濾光器的線完全平行，或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個極化濾光器相匹配，光線才得以穿透。LCD正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光器構(gòu)成，所以在正常情況下應該阻斷所有試圖穿透的光線。由于兩個濾光器之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個濾光器后，會被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度，最后從第二個濾光器中穿出。另一方面，若為液晶加一個電壓，分子又會重新排列并完全平行，使光線不再扭轉(zhuǎn)，所以正好被第二個濾光器擋住。不加電將光線射出，加電則使光線阻斷。運動性疼痛——各種亞急性慢性肌肉痛和關(guān)節(jié)痛；各種骨關(guān)節(jié)退行性病變所致的疼痛：頸椎病、肩周炎、肱骨外上髁炎；腰椎間盤突出癥、膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎、足跟痛與足底痛及各種關(guān)節(jié)炎等；①無損傷，②無痛苦，③無感染危險，④治療時間短，⑤無副作用及并發(fā)癥，⑥適應范圍廣，⑦作為神經(jīng)阻滯的輔助療法或替代療法。偏振光可用于對藥物有變態(tài)反應的高齡、出血性疾病等不宜神經(jīng)阻滯的患者?？膳c各種藥物療法并用。操作者無須較高的醫(yī)療技術(shù)，在醫(yī)師指導下護士即可完成局部普通照射操作。激光是單色線性偏振光，紅外偏振光是寬譜橢圓偏振光，類似于不同波段低功率激光的復合應用。試驗證明，不同波段激光復合應用的療效多優(yōu)于單一激光。人類對偏振光的感知能力，是因為有一種叫做葉黃素的化學物質(zhì)，在視網(wǎng)膜上一個叫做黃斑的區(qū)域，呈同心圓樣排列著。葉黃素在自然界中廣泛存在，分子結(jié)構(gòu)纖細苗條。這種貌似普通的化學物質(zhì)，有著一種特殊的光學性質(zhì)：當它的長軸和偏振光振動方向平行，葉黃素將會吸收射入光線中的藍光。經(jīng)過B區(qū)域的葉黃素的過濾，顯示器散發(fā)的垂直白色偏振光，將以黃色——藍色的互補色——投射在視網(wǎng)膜感光細胞上。因此看到兩把水平黃刷子。而垂直部分（A區(qū)域），一切照常，但是由于心理性成像（psychologicalvision），這部分將形成更是微弱難辨的藍色刷子。大部分人經(jīng)過“看刷子訓練”，都可以看到這個微弱的影像。偏振光是一種特殊的光線，其電磁場中的振動方向相對于傳播方向具有特