作者：高h 时间：2025-01-14
选择完成偏光元件以后，了解如何使用，观察显示偏振光状态。对于偏振元件的使用，首先要了解偏光轴，也就是偏振轴的确认方法，确认完成偏振片轴以后，还需要根据不同的情况，了解偏振轴坐标标准的决定方法。主要包括在偏振片包含偏振轴时，将偏光轴调节为与桌面垂直的方向时，将载物台垂直方向设定为偏振轴时，相对反射体确定偏振轴时这四种情况。这里面我们以optosigma为例，来具体介绍一下西格玛光机偏光镜的偏振片轴的确定和偏振片坐标的快速校验方法。
光的偏振就是光的电场的在某一特定方向的振动。当光波通过某些材料时，材料中的原子或者分子会对光电场产生影响。使得振动方向发生改变。从而导致光的偏振。那么偏振光就是指的是振动方向固定的光波。基于某些材料可以实现对光波电场产生作用。制作出的光学元件就是偏光元件，也就是偏振元件。现在均采用偏振元件来产生和检测特定偏振方向的偏振光。目前，在optosigma中，实际的偏光元件主要有以下几种。波片，偏振片，分光镜，滤光片，格兰汤姆森棱镜等等。下面通过对optosigma的总结。着重介绍一下西格玛光机偏光镜的偏光轴的确认和坐标的确认方法。
偏振片的偏振轴的确认方法
偏振片是产生和检测偏振光的主要光学元件。即使直接观察光束也无法感觉到直线偏光或圆偏振光的差异。但是，使用偏光元件就可以显示或者测量偏振状态。在这里介绍偏振轴的确认方法。
第一步我们需要确认偏振轴的位置。在偏振片上没有记号或者搞不清出偏振片轴（偏振光方向）时，有简单的方法可以确认光轴的方向。这里面主要应用的原理就是S偏振光的反射率比P偏振光的反射率更大。来确定偏光镜的偏光轴的位置。有时可以看见涂有地板蜡闪闪发光的地板，或者看见闪亮的桌子会反射从远处的窗口射进来的斜光。这两种情况下产生的光大部分是S偏振光。运用这个反射的S偏振光就可以确认偏振片轴的位置。透过偏振片边观察这个光束，边转动偏振片，从地板反射的光线会重复忽明忽暗。在反射光变暗时的偏振片的上下方即为偏光轴。因此，偏光轴的具体位置可以用该方法来辨别。从而进一步为偏振片坐标的确认打下基础。
偏振片的偏振轴坐标标准的决定方法
确认完成偏振轴的坐标以后，还需要决定偏振轴坐标的标准。在偏振光中。像圆偏振光那样，光束本身不具有特定的坐标系统。但是，当光束照射到物体时，不得不以物体具有的坐标系统来考虑偏振光状态。因此，坐标系统的标准如何确定，随着实验材料或者实验目的的不同而不同。
一、有偏振轴标准时
那首先第一种情况，在有激光或者偏振片等具有偏振轴标准的物体时，或者激光器被固定或偏振片不能调整时，这里面确定偏振片轴坐标的基本标准就是特定的偏振光与偏振片的偏振轴一致就可以通过该元件。从而确定整个光路系统的光轴坐标。
1、偏振片：
转动偏振片2，调节通过作为标准的偏振片1光束（直线偏光）亮度使其消光。这个时候的偏振片2的角度为90°。
2、双折射样品（波片）：
准备标准偏振片1（或激光）和偏振片2，调整使其作为标准的直线偏光和偏振片作为消光状态。
在偏振片1（或激光）和偏振片2之间放入样品。转动样品。最暗的方向为样品的偏振轴。在这个方向将样品的角度设置为0°。
二、将偏振轴调节为与桌面垂直的方向时
第二种，在没有偏振轴标准的情况下，所有的元件都可以将偏振片轴变为任意方向时，首先将所有偏振片轴调节为与桌面垂直的方向。
1、当元件的偏振轴没有调节时：
首先决定作为标准的偏振片，用肉眼观察并记录这个偏振片、调节其偏振片轴到与桌面垂直方向，将该偏振片的角度标记为0°，这里面0°的偏光轴的方向就是S偏振光的方向。其他元件可以以这个偏振片为标准，按照第一种情况有偏振轴坐标标准的顺序来进行调节。
2、当指定了偏振轴的方向时：
如果订购时没有指示偏振片装入支架中的方向时，先将偏振片的偏振轴设90°的方向，就是P偏振光的方向。而后利用波片将快轴调为90°方向后出货。由于各个支架都会存在元件的组装误差或者立柱的安装误差。偏振片和波片元件之间的光轴会存在2~3°的差异。
三、将与载物台垂直方向设定为偏振轴时
先准备1个没镀膜的（干净的）直角棱镜（BK7）。将这个棱镜的抛光斜面在入射角度为56.6度左右的位置后放在水平的载物台上面。
将单色光源入射通过偏振片，边转动偏振片边观察从棱镜反射的光的强度的变化。如果入射角度符合布鲁斯特角度（这里面设置为56.6°），棱镜只反射S偏振光，而P偏振光全部透射，棱镜的反射光变为最大的偏光轴相对于棱镜面为S偏振光，棱镜的反射光变为最小的偏光轴相对于棱镜面为P偏振光。因此反射光消失的位置即为偏振轴的方向，即产生P偏振光的方向，这个偏光镜的角度为90°或者0°。
其他元件以这个偏振片为标准，同样按照前面有偏光轴标准的顺序来进行调节。
四、相对反射体设定偏振轴时。
与第三种情况相同，若样品元件为某一特定的反射体（例如反射镜）时，以反射面和激光的入射方向决定偏振轴。反射面的法线和激光的偏振轴所在的平面内。振动的偏振光被称为P偏振光，与此垂直振动的偏振光被成为S偏振光。
设置没有镀膜的平行平面基板（BK7）。将激光的入射角度调整为布鲁斯特角度（这里面设置为56.6°）
在整个光学系统中加入作为标准偏振轴的偏振片，边转动偏振片边观察从平行平面基板正面和反面反射的两束光，但只观察正面的反射光。和第三种情况一样，整个反射镜只反射S偏振光，P偏振光全部透射。当反射光变为最暗的那个位置为偏振片的偏振轴，这个时候调整角度刻度为90°（或0°）。
取下平行平面基板，在直线光轴上按第一种情况的顺序调整其他元件。设置反射体，设定入射角度，使用上述调整后的元件。
