雙折射干涉法測量透射相位

李 楊,張冉冉,譚永炎,2,王 霞*

(1.青島科技大學(xué)a.數(shù)理學(xué)院;b.山東省新型材料與技術(shù)工程實驗室,山東 青島266061;2.香港科技大學(xué) 物理系,香港999077)

當(dāng)一束單色光在各向同性介質(zhì)(例如空氣和玻璃)的界面折射時,折射光線只有一束,而且遵循折射定律。但是,當(dāng)光束入射到各向異性介質(zhì)時,在介質(zhì)內(nèi)會產(chǎn)生兩束折射光,這種現(xiàn)象叫做雙折射(Birefringence)[1-2]。雙折射是由材料的各向異性特性引起的,關(guān)于光學(xué)頻率上的雙折射,最有名的例子就是方解石晶體的雙像實驗,是由丹麥科學(xué)家BARTHOLIN 于1669 年 首 次 提 出 的[1]。1941 年,JONES[3-4]提出:瓊斯矩陣是描述偏振器件光學(xué)特性的便捷數(shù)學(xué)工具,可以用2×2矩陣描述偏振元件的特性。1968年,KORMER 指出通過測量測量材料的透射和反射特征可以用來表征晶體的雙折射。幾十年來,研究者依然多是采用這種方法來測量雙折射晶體的雙折射特性。1999 年,ABDULHALIM[5]準(zhǔn)確的給出了透射和反射傳輸中的2×2 矩陣。因此,樣品的雙折射性質(zhì)可以通過瓊斯矩陣進(jìn)行推導(dǎo)。基于瓊斯矩陣原理,ZHANG 等[6]根據(jù)雙折射晶體的雙折射特性,在圓偏振光測量體系中,用無透鏡偏振光顯微鏡對雙折射滑膜液晶體進(jìn)行廣域成像,實驗成功演示了其在診斷痛風(fēng)中的應(yīng)用。最近,ZHOU 等[7]在雙折射干涉儀中研究了光子的干涉特性,并且用于表征雙折射晶體的溫度色散特性。雙折射晶體中有一個(或兩個)特殊的方向,當(dāng)光在晶體中沿此方向傳播時,不發(fā)生雙折射,晶體內(nèi)這個特殊的方向稱為光軸。當(dāng)光在晶體中垂直于光軸傳播時,會產(chǎn)生振動方向互相垂直的兩折射光。……