偏振光的應(yīng)用

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1、偏振光的應(yīng)用姓名：陳清陽(yáng)學(xué)號(hào)：310804040207班級(jí)：測(cè)控08-22010年5月10日引例2010年5月1日舉世矚目的上海世博會(huì)正式開(kāi)幕，其中最令人心動(dòng)的是其中大屏幕投影技術(shù)的應(yīng)用?？梢宰寘⒂^者有身臨其境的感覺(jué)，并讓人們可以充分感受不同國(guó)家、不同地域的文化特色與其所掌握的領(lǐng)先先進(jìn)技術(shù)。其中有很多都有偏振光的應(yīng)用，那偏振光有是怎樣的應(yīng)用的呢，下面我就先簡(jiǎn)單解釋一下它的應(yīng)用原理。要想讓人們有立體的感覺(jué)，首先要利用雙通道視景仿真系統(tǒng)，而雙通道視景仿真系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)雙通道立體投影系統(tǒng)。雙通道立體投影系統(tǒng)可

2、分為被動(dòng)式立體和主動(dòng)式立體二部分，一般使用最多的是被動(dòng)式立體。被動(dòng)式立體成像一般情況下是使用兩臺(tái)投影機(jī)，一臺(tái)投射左眼圖像，另外一臺(tái)投射右眼圖像，將左右眼圖像同時(shí)投射到屏幕上。投影機(jī)鏡頭前安裝偏振光片，使投射的光線變成偏振光，而觀眾配帶的立體眼鏡的鏡片也是偏振光片，并且左眼的偏振片與投射左眼圖像的投影機(jī)的偏振光片的偏振方向是相同的，右眼的偏振片與投射右眼圖像的投影機(jī)的偏振光片的偏振方向是相同的。這樣左眼圖像只能透過(guò)左眼鏡片，而右眼圖像也只能透過(guò)右眼鏡片，從而使觀眾看到立體的圖像。相關(guān)知識(shí)光的概念光波是橫波，

3、光矢量在垂直于波線的平面上作二維振動(dòng)，光矢量的振動(dòng)方式，叫做光波的偏振態(tài)。光矢量在一條直線上作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，叫做線偏振光，如果光矢量的矢頭的軌跡為橢圓（或圓），這種光叫做橢圓偏振光。普通的光源，是大量原子（分子）的集合，每個(gè)原子（分子）都可能隨機(jī)的輻射光波，由一個(gè)宏觀光源輻射出來(lái)的光波是各個(gè)原子（分子）輻射的光波的合波，光波的偏振方向和光強(qiáng)都是隨機(jī)變量，這種以等概率呈現(xiàn)為各種偏振態(tài)的光，通常認(rèn)為是非偏振光。偏振光的物理特性偏振光在各向異向性介質(zhì)中有很多特殊的性質(zhì)。常見(jiàn)的包括，雙折射，旋光效應(yīng)，場(chǎng)致雙折射效應(yīng)等

4、。雙折射現(xiàn)象是指各向異向性介質(zhì)對(duì)于不同偏振方向的光波有不同的吸收系數(shù)和折射率，對(duì)于各向同向性介質(zhì)，在外力或應(yīng)力的作用下，也可以表現(xiàn)出各向異向的雙折射特性。這種折射率的不同，表現(xiàn)為折射角和相位不同。而旋光效應(yīng)是指線偏振光在通過(guò)一些特定的晶體、非晶體、液體和氣體的光軸時(shí)，偏振面會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)角度與光波在介質(zhì)中傳播的距離成正比。同分異構(gòu)體可以表現(xiàn)出不同的旋光性，例如人體內(nèi)的葡萄糖均表現(xiàn)出右旋的特性。還有在某些各向同性的透明介質(zhì)中外加電場(chǎng)作用下變?yōu)楦飨虍愋?，表現(xiàn)出雙折射現(xiàn)象，介質(zhì)具有單軸晶體的特性，并且光軸在

5、電場(chǎng)的方向上，這一現(xiàn)象又稱為克爾效應(yīng)（Keereffect）。某些液體的克爾效應(yīng)比較顯著?？藸栃?yīng)最大的特點(diǎn)是幾乎沒(méi)有延遲時(shí)間，它隨著電場(chǎng)的產(chǎn)生與消失很快地產(chǎn)生和消失，能追隨非常快的交變外電場(chǎng)響應(yīng)頻率可達(dá)1010赫茲。應(yīng)用1.、偏振現(xiàn)象在攝影技術(shù)中的應(yīng)用在攝影技術(shù)中，為了在不同自然條件下拍到理想的或具有藝術(shù)效果的照片，一般在照相機(jī)鏡頭前加不同的鏡片。其中一種鏡片是“偏光鏡”。偏光鏡的用途之一是為了更清楚的拍攝水中的物體和魚類等。如在公園清澈的水塘中游蕩著漂亮的金魚，用相機(jī)拍照的最大問(wèn)題是水表面反射的光線使

6、人看不清水下的魚。根據(jù)布儒斯特定律，自然光經(jīng)水面反射后是部分偏振光，而在布儒斯特角時(shí)是平面偏振光，水的折射率為1.33，相應(yīng)的布儒斯特角為i0=53°。在相機(jī)的鏡頭前加上偏光鏡，攝影者在岸上將相機(jī)以53°左右（估計(jì)）對(duì)準(zhǔn)水面，旋轉(zhuǎn)鏡頭前的偏光鏡，使其偏振化方向與反射光的偏振面垂直拍照（此時(shí)，在取景器中看到水中的物體最清楚），則可大大減小反射光的影響，拍到清晰的金魚照片。2,、偏振光在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用人體組織的偏振性質(zhì)人體組織，多數(shù)也不是各向同向性的物質(zhì)，在一些透明的組織，這種各向異向的特點(diǎn)表現(xiàn)得更為明顯。角膜

7、的雙折射幾乎是線性的，對(duì)偏振光相位的延遲量在中心處近似為常數(shù)，沿半徑方向向邊緣逐漸增大，左右眼的延遲性對(duì)稱。角膜基本上不會(huì)對(duì)入射的完全偏振光去偏。晶狀體的延遲非常小，并且從晶狀體的中心到邊緣逐漸減小。晶狀體的雙折射是線性的，但是具有沿半徑向外減小的空間相關(guān)性。對(duì)于視網(wǎng)膜的偏振特性是研究最多的，視網(wǎng)膜的雙折射主要來(lái)自于視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層（RNFL），平行和垂直于RNFL偏振反射光由于RNFL的雙折射特性而具有相位差，也就是偏振光相位的延遲量，這一延遲量與RNFL的厚度成正比。房水作為一種生物體內(nèi)的溶液，也具有

8、旋光性，旋光率與溶液的濃度成正比。對(duì)于房水，主要的可變?nèi)苜|(zhì)是葡萄糖，所以房水的延遲量是與葡萄糖濃度相關(guān)的。眼科方面：在眼科中的應(yīng)用偏振光的各種性質(zhì)最早被應(yīng)用于眼科，其中最常用的是利用視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層的雙折射性質(zhì)來(lái)測(cè)量其厚度。視網(wǎng)膜的雙折射主要來(lái)自于視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層（RNFL），平行和垂直于RNFL偏振反射光由于RNFL的雙折射特性而具有相位差，也就是偏振光相位的延遲量，這一延遲量與RNFL的厚度成正比。Weinreb等人改進(jìn)了