双折射干涉法测量透射相位

李 杨,张冉冉,谭永炎,2,王 霞*

(1.青岛科技大学a.数理学院;b.山东省新型材料与技术工程实验室,山东 青岛266061;2.香港科技大学 物理系,香港999077)

当一束单色光在各向同性介质(例如空气和玻璃)的界面折射时,折射光线只有一束,而且遵循折射定律。但是,当光束入射到各向异性介质时,在介质内会产生两束折射光,这种现象叫做双折射(Birefringence)[1-2]。双折射是由材料的各向异性特性引起的,关于光学频率上的双折射,最有名的例子就是方解石晶体的双像实验,是由丹麦科学家BARTHOLIN 于1669 年 首 次 提 出 的[1]。1941 年,JONES[3-4]提出:琼斯矩阵是描述偏振器件光学特性的便捷数学工具,可以用2×2矩阵描述偏振元件的特性。1968年,KORMER 指出通过测量测量材料的透射和反射特征可以用来表征晶体的双折射。几十年来,研究者依然多是采用这种方法来测量双折射晶体的双折射特性。1999 年,ABDULHALIM[5]准确的给出了透射和反射传输中的2×2 矩阵。因此,样品的双折射性质可以通过琼斯矩阵进行推导。基于琼斯矩阵原理,ZHANG 等[6]根据双折射晶体的双折射特性,在圆偏振光测量体系中,用无透镜偏振光显微镜对双折射滑膜液晶体进行广域成像,实验成功演示了其在诊断痛风中的应用。最近,ZHOU 等[7]在双折射干涉仪中研究了光子的干涉特性,并且用于表征双折射晶体的温度色散特性。双折射晶体中有一个(或两个)特殊的方向,当光在晶体中沿此方向传播时,不发生双折射,晶体内这个特殊的方向称为光轴。当光在晶体中垂直于光轴传播时,会产生振动方向互相垂直的两折射光。……