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光的偏振特性(一)

2020-06-18



十七世纪中,牛顿首先开始对光做有系统的研究,他发现到所谓的白光(White Light)是由所有的色光(Colored Light)混合而成。十九世纪初,杨氏(Thomas Young)利用波动理论成功的解释了大部分的光学现象如反射、折射和绕射等。

1873 年,马克斯威尔发现光波是电磁波,其中它的电波和磁波是相依相存不能分开的,电场(E)、磁场(H)与电磁波进行的方向(S)这三者是呈相互垂直的关係。

我们知道光是以电磁波的形式在空间中传递,其中波动的物理量就是电场与磁场,这两个量都是向量并且相互垂直,所以当我们在描述一个光场的时候,必须标出其电场与磁场的方向。如下图7所示,一个朝z方向行进的平面波,其电场强度对磁场强度的比值等于一个特定值,称为
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两个场方向互相正交,并与光行进方向垂直。光强度的大小及方向可由以下的Poynting vector所表示
光的偏振特性(一)
因此大部分问题中因为其磁场值很小,我们通常用电场的强度及方向来描述出电磁在空间中传播及偏振的特性,所以通常定义光波的行进方向为光的偏振方向。
光的偏振特性(一)

一个三维波的表示方式一般可以表示成
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另外,我们可以将x-y平面上的电场分解成x方向及y方向上的电场分量,进而将x及y方向的电场个别表示成为
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藉由两者之间不同相位对相位角 及相对强度的组合,我们便可得到不同偏振态的光。 附录:偏光板(polarizer)  自然光含有各种振动方向的光,不管入射光的偏振形式为何,偏振片会吸收特定方向的偏振光,而让某一特定方向的偏振光通过,所以通过偏光板的光一定是单一振动方向的线偏振光,其是意图如图8。
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参考资料

(1)松本正ㄧ、角田市良,液晶之基础与应用,刘瑞祥译,国立编译馆,民85年。
(2)纪国钟、郑晃忠,液晶显示器技术手册,台湾电子材料与元件协会,民93年。
(3)黄子强,液晶显示原理,国防工业出版社,民95年。
(4)王新久,液晶光学和液晶显示,科学出版社,民95年。
(5)赵凯华,光学,高等教育出版社,民93年。
(6)Eugene Hecht,OPTICS.
(7) Pochi Yen,Claire Gu,Optics of Liquid Crystal Displays.
(8)Deng-Ke Yang,Shin-Tson Wu,Liquid Crystal Devices.

请参阅光的偏振特性(二)(Polaization of Light)阅读



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