1.平面偏振光的产生

一般光源辐射的光，其光波在垂直于传播方向的一切方向上振动（圆偏振），这种光称为自然光。当一束自然光通过双折射的晶体（如方解石）时，就分解为两束互相垂直的平面偏振光，这两束平面偏振光在晶体中的折光率不同，因而其临界折射角也不同，利用这个差别可以将两束光分开，从而获得单一的平面偏振光。尼科尔（Nicol）棱镜就是根据这一原理而设计的。它是将方解石晶体沿一定对角面剖开再用加拿大树胶黏合而成，如图1－22所示。当自然光进入尼科尔棱镜时就分成两束互相垂直的平面偏振光，由于折光率不同，当这两束光到达方解石与加拿大树胶的界面上时，其中折光率较大的一束被全反射，而另一束光则可自由通过。全反射的光被直角面上的黑色涂层吸收，从而在尼科尔棱镜的出射方向上获得一束单一的平面偏振光。在这里，尼科尔棱镜称为起偏镜，用它来产生偏振光。

图1－22　尼科尔棱镜起偏振的原理图

图1－23　尼科尔检偏镜与刻度盘的相对关系

2.平面偏振光角度的测量(www.daowen.com)

偏振光振动平面在空间轴向角度位置的测量也是借助于一块尼科尔棱镜，此处它被称检偏镜。它与刻度盘等机械零件组成一个可同轴转动的系统，如图1－23所示。由于尼科尔棱镜只允许按某一方向振动的平面偏振光通过，因此如果检偏镜光轴的轴向角度与入射的平面偏振光的轴向角度不一致，则透过检偏镜的偏振光将发生衰减或甚至不透过。当一束光经过起偏镜（它是固定不动的）时，平面偏振光沿OA方向振动，如图1－24所示。设OB为检偏镜允许偏振光透过的振动方向，OA与OB的交角为θ，则振幅为E的OA方向的平面偏振光可分解为两束互相垂直的平面偏振光分量，其振幅分别为E cosθ和E sinθ，其中只有与OB相重的分量E cosθ可以透过检偏镜，而与OB垂直的分量E sinθ则不能通过。显然当θ＝0°时E cosθ＝E，此时透过检偏镜的光最强，此即检偏镜光轴的轴向角度转到与入射的平面偏振光的轴向角度相重合的情况。当两者互相垂直时，，此时就没有光透过检偏镜。由于刻度盘随检偏镜一起同轴转动，因此就可以直接从刻度盘上读出被测平面偏振光的轴向角度（游标尺是固定不动的）。

图1－24　检偏原理示意图

图1－25　物质的旋光作用