2018-10-30 note : 空间相移技术研究_王占芹

实现空间相移的两个关键环节是：空间分光和空问移相。

光的偏振（polarization of light）：振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振。只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振是光的波动性的又一例证。在垂直于传播方向的平面内，包含一切可能方向的横振动，且平均说来任一方向上具有相同的振幅，这种横振动对称于传播方向的光称为自然光（非偏振光）。凡其振动失去这种对称性的光统称偏振光。

一、线偏振光

在光的传播过程中，只包含一种振动，其振动方向始终保持在光的偏振同一平面内，这种光称为线偏振光（或平面偏振光)。

线偏振光与圆偏振光对比

二、圆偏振光
旋转电矢量端点描出圆轨迹的光称圆偏振光，是椭圆偏振光的特殊情形。在我们的观察时间段中平均后，圆偏振光看上去是与自然光一样的。但是圆偏振光的偏振方向是按一定规律变化的，而自然光的偏振方向变化是随机的，没有规律的。

三、椭圆偏振光

在光的传播过程中，空间每个点的电矢量均以光线为轴作旋转运动，且电矢量端点描出一个椭圆轨迹，这种光称为椭圆偏振光。迎着光线方向看，凡电矢量顺时针旋转的称右旋椭圆偏振光，凡逆时针旋转的称左旋椭圆偏振光。椭圆偏振光中的旋转电矢量是由两个频率相同、振动方向互相垂直、有固定相位差的电矢量振动合成的结果。

四、部分偏振光

光波包含一切可能方向的振动，但不同方向上的振幅不等，在两个互相垂直的方向上振幅具有最大值和最小值，这种光称为部分偏振光。自然光和部分偏振光实际上是由许多振动方向不同的线偏振光组成。

各种偏振光的获得方式

线偏振光的获得

1、反射产生线偏振光

使用的方法就是大家很熟悉的布儒斯特定律。当入射光以某一角度入射到透明介质中时，反射光为偏振方向垂直于入射面的偏振光（s偏振光），投射光线为部分偏振光。通过这种方法我们就得到了s偏振光。

s偏振光的获得

2、由折射产生线偏振光

如果想要偏振方向平行于入射面的偏振光怎么办呢？我们也有办法！思路就是入射光以布儒斯特角日射一堆平行放置的玻璃片，在每一层玻璃片上都产生上面所说的现象，经过N层玻璃片之后，折射光线中的s偏振几乎可以认为没有了，只留下p偏振光。

3、由干涉产生线偏振光等（https://www.sohu.com/a/212910068_99961126）

物理光栅主要利用光的衍射现象，故又名为衍射光栅。衍射光栅能对入射光波的振幅或相位进行空间周期性调制，或对二者同时进行空间周期性调制。单色平行光通过光栅每个缝的衍射和各缝间的干涉，形成明暗相间的图样，因而具有分光功能。

虽然衍射光栅具有分光功能，但并不是每一个光栅生成的衍射光斑都适用于空间相移系统，所以，具体于每个系统要做不同的选择。

时间相移是在不同时刻同一空间位置上采集相移干涉图，而空间相移则在同一时刻不同空间位置采集相移干涉图。空间相移须将原来时间相移光路中的相移单元分成几乎一样的三个或更多个单元，每一单元分别引入不同的相移量，因此光路复杂。

在设定好的光路中，当相干光的矢量与偏振片的透光轴夹角为A时，在干涉图中将引入2A的相移量