[已解决]反射镜对偏振态的影响

wickr

在1/4波片的应用中，将P偏振光转为S偏振光，如下图所示。

其中提及经过反射镜后偏振光旋转方向发生改变，由图中旋转方向来看，如果按照偏振光旋转方向的定义（沿着光来的方向看过去）看的话实际上图中旋转方向并未改变。使用Zemax观察反射镜对旋转方向的作用时，实际上也没有发生变化。
问题：反射镜对于偏振光旋转方向是否有影响，即反射镜只对P光或S光产生了半波损失？Zemax中是否可以模拟到这种情况。
注： Zemax中构建如图所示模型，的确可以得到P光转S光效果，但我认为是由于去方向光与回方向光与偏振片快轴方向夹角差异导致的结果，而不是反射镜引起旋转方向改变导致的结果。有研究这方面的大神请帮解读一下。

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katrina

2021-7-1 16:41

wickr 发表于 2021-7-1 16:23
旋光方向对于圆偏振光经过四分之一波片后的偏振态有决定性作用，根据你的这种描述，沿着光看过去，旋转方 ...

按照定义的方式就是变了，经过反射镜坐标系发生了变化从左手系变到了右手系，而电场矢量的变化方式没有变化；但是对于1/4波片来讲没有变化，因为是坐标系变化导致的旋光方向变化，但是实际电场矢量相对于1/4波片的变化方式没有改变

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光之衍

1、反射镜对于偏振光旋转方向没有影响。入射光在光疏媒质中前进，遇到光密媒质界面时，在掠射或垂直入射2种情况下，在反射过程中产生半波损失，这只是对光的电场强度矢量的振动而言，不是P光或S光产生了半波损失。
2、P光变成S光，是因为经过了两次1/4波片，等价于经过了一次半波片。

katrina

正是因为沿着光来的方向看过去，经过反射镜后旋光方向才会变化，偏振分量可分解为沿x和y方向，经过反射镜后入射光和反射光的x、y方向一样没有变化，但是z方向发生了改变，所以旋光方向改变

wickr

光之衍 发表于 2021-6-28 14:50
1、反射镜对于偏振光旋转方向没有影响。入射光在光疏媒质中前进，遇到光密媒质界面时，在掠射 ...

我也是这么理解的（包括zemax中自带的偏振分析功能查看反射后也没有产生P、S相位差），但是如图片所展示的那样，它确提到了旋转方向的变化，所以理论出现了混乱，有没有相关书籍或者论文的推理论证？
另外，仔细分析的话入射光与反射镜返回的光，入射到四分之一波片时，其实波片的相对快轴方向应该是关于竖直y轴对称吧？这样的话就不能相当于两个波片简单叠加了。

wickr

katrina 发表于 2021-7-1 10:36
正是因为沿着光来的方向看过去，经过反射镜后旋光方向才会变化，偏振分量可分解为沿x和y方向，经过反射镜后 ...

旋光方向对于圆偏振光经过四分之一波片后的偏振态有决定性作用，根据你的这种描述，沿着光看过去，旋转方向到底是否变化？相对于四分之一波片而言是否发生了变化？

katrina

wickr 发表于 2021-7-1 16:23
旋光方向对于圆偏振光经过四分之一波片后的偏振态有决定性作用，根据你的这种描述，沿着光看过去，旋转方 ...

按照定义的方式就是变了，经过反射镜坐标系发生了变化从左手系变到了右手系，而电场矢量的变化方式没有变化；但是对于1/4波片来讲没有变化，因为是坐标系变化导致的旋光方向变化，但是实际电场矢量相对于1/4波片的变化方式没有改变

wickr

katrina 发表于 2021-7-1 16:41
按照定义的方式就是变了，经过反射镜坐标系发生了变化从左手系变到了右手系，而电场矢量的变化方式没有变 ...

但是我理解的旋光方向实际上与坐标系无关，应该只有P和S间的相位差决定。依此方式，只要反射镜没给圆偏振光附加额外相位差，其旋转方向就应该没变才对。（对偏振知识了解的不够，电磁场学的更是比较渣，只是做定性判断）

katrina

wickr 发表于 2021-7-1 16:55
但是我理解的旋光方向实际上与坐标系无关，应该只有P和S间的相位差决定。依此方式，只要反射镜没给圆偏振 ...

旋光方向为啥和坐标系无关？就不考虑反射镜，+Z的顺时针旋转换到-Z就变为了逆时针

wickr

katrina 发表于 2021-7-1 17:09
旋光方向为啥和坐标系无关？就不考虑反射镜，+Z的顺时针旋转换到-Z就变为了逆时针

我认为旋光方向是这么定义的：0-π相位差就是右旋，π-2π就是左旋。不知道理解对不对。

wickr

katrina 发表于 2021-7-1 16:41
按照定义的方式就是变了，经过反射镜坐标系发生了变化从左手系变到了右手系，而电场矢量的变化方式没有变 ...

综合你的和沙发层回答，仔细琢磨了一下，整个过程应该这样的。假设入射的P光，入射到45°光轴1/4波片，变为左旋圆偏振光。光入射到反射镜上（对p、s光无选择性，所以不存在相对半波损失，两者相位差恒定），由于其反射效果导致坐标系变化，由入射左旋变为右旋，反射光再次入射1/4波片，但由于入射面的变化，此时1/4波片的光轴，相对而言变为-45°，（这样的效果相当于左旋入射到45°波片），也就整体产生了沙发层的结论，整个过程相当于P光入射到了45°的1/2波片，最终由P光转为S光。