论文导读：光的偏振在科学技术及工业生产中的广泛应用已有几十年时间了。光先后通过透光轴相互垂直的两片偏振片后。
关键词：光的偏振，偏振片
光的偏振在科学技术及工业生产中的广泛应用已有几十年时间了，但很多物理教师对这方面具体应用情况缺乏了解，导致授课时在联系工程实际方面捉襟见肘。为此，笔者查阅了相关文献，对光的偏振在工程实际中的应用情况进行了研究和分类，希望能对各位同仁的教学有所帮助。
一、偏振片在消光、滤光和测光强方面的应用
我们知道，通过偏振片的光的光强将变为原光强的二分之一，而根据马吕斯定律，当两个相互平行的偏振片的透光轴成 角时，通过两偏振片的光的光强将随着角的变化而变化，这就是偏振片在消光和滤光方面应用的依据。
1、偏振片在滤光方面的应用
大家知道，从水平的平面上反射而来的光含有大量只在水平方向振动的线偏振光；如果它们进入眼睛，视网膜上的视神经在它的电场作用下，就会引起炫耀与疲劳的感觉。因此，可通过消除反射光中水平方向振动的线偏振光来消除炫光现象。应用的具体实例有偏振太阳镜、偏振望远镜、飞机和轮船上的滤光玻璃窗、照相机的偏振滤光片、偏振检眼镜等等。
2、人造偏振片在消光方面的应用
根据马吕斯定律，光先后通过透光轴相互垂直的两片偏振片后，出射光强为零，而线偏振光通过偏振片时，如果光振动方向与透光轴方向垂直，出射光强也为零。利用以上规律，就可实现消光。下面以汽车前灯的避炫装置、剧院和影院休息室的偏振窗为例简要说明。
汽车前灯的避炫装置原理：所有汽车上的的前窗玻璃和前灯采取统一装法使用偏振玻璃，即玻璃的透光方向均为从司机视场的左下向着右上与水平面成450，如图1所示。当车辆对驶时，任一辆车上前窗和前灯的玻璃的透光轴就必然和迎面而来的任一辆车上的前窗及前灯的透光轴相互正交。于是，每一个驾驶员都能够看见自己车上的前灯照在前面路上的光线。而他的前窗却阻止了那些从对面驶过来的车辆的前灯所直接射来的强烈光线。
剧院和影院休息室的偏振窗的原理：把剧、影院休息室或过道上所有门窗上的玻璃全部换上透明的人造偏振片，进入剧场内部入口处的那些人造偏振片的透光轴安装成水平方向，剩下的安装成竖直方向。这样，人们仍可以很清楚地从休息室或过道上看见两边（剧场内部与街道上的）的情形；可从街道上反射而来的光线中炫目的反光却被竖直安装的偏振窗滤去了；虽然户外的光线仍能部分地透进来照亮休息室与过道，却完全不能通过第二道正交的偏振窗在射进剧场里面去。
图1 迎面对驶的车辆上偏振玻璃透光方向示意图
3、偏振片在测光强方面的应用：取两块偏振片，将一片固定，另一片则可以绕共同轴线自由转动，而且能从它周围弧形的标尺刻度上直接读出它与第一块偏振片透光轴之间的角度。这样组合起来，就是一个测量光强的仪器，可用来测定一个光源的，或是透过某种滤光器、某种液体后透射光的相对强度。
4、偏振片在立体电影中的应用。拍摄立体电影的底片是由两层透明的胶片所合成的。在它的每一层面上涂着只能感受一种方向振动的偏振光的特种感光剂，这种感光剂对于其他方向振动的偏振光不会引起光化学反应，而仍旧是完全透明的。论文参考。两层胶片上的像以互成900的角度偏振着；观看立体电影的眼镜上的两块镜片的透光轴又配合着像的振动方向而安装。因此，观众的每一只眼睛都只能看见其中一层上显现的像，对于不与自己镜片透光轴方向一致的另一层胶片上的像则仍视而不见，完全跟没有一样。论文参考。由于这个缘故，最后两眼分别对这两种形象的视觉便合并为一个共同的意识，而使人获得了具有纵深感的立体图像。
二、人为双折射的应用
人为双折射的各种效应有：光弹效应、电光效应（克尔效应和泡克尔斯效应）、磁光效应（佛克脱效应和科顿―穆顿效应）。利用这些效应可测量应力、应变、电场、磁场等，还可用来制作光开关、高速快门等。这些方面的应用通常在普通物理教材中都有所介绍，在此不再赘述。
三、旋光现象的应用
旋光现象分为物质旋光和磁致旋光（法拉第效应和克尔效应）两种情况。
实验表明，当线偏振光通过旋光物质时，其振动面旋转的角度决定于旋光物质的性质、厚度以及入射光的波长等。这方面应用的典型例子就是糖量计。
磁致旋光中的法拉第效应是指：加在光学介质上的外部磁场会使通过光学介质的偏振光发生偏振面的旋转，其旋转角 和外加磁场的关系为
式中 是比例系数，叫费尔德常量； 是光波在截至中传播的距离，即磁场与光线之间相互作用的长度。测出偏振免转角和磁场中的光路长度，即可由上式测出外界磁场 。若磁场是由电流 产生，则可由之测量值求出电流的大小。
磁致旋光中的克尔效应是指反射光的磁光效应，即：处于磁场中的介质，对于入射的线偏振光，会产生一反射的椭圆偏振光，而且此椭圆偏振光还要旋转一定的角度。
磁致旋光的两种应用
1、磁光记录
用磁性薄膜材料作为记录介质时，利用此薄膜的磁化特性，可以实现信息的记录和擦除，而利用法拉第效应或克尔效应则方便地读出它所记录的信息。
2、磁光偏频激光陀螺
图2磁光偏频激光陀螺仪原理示意图
如图2 所示，激光陀螺是一个用三个(或三个以上)反射镜围成的封闭的环形激光器。环形激光腔内形成的顺时针(CW)和逆时针(CCW)两束激光在腔内沿相反方向传播，从而构成激光陀螺。当激光陀螺相对惯形系统无转动时，顺、逆两束光所通过的光路长度相同，这时两束光的频率相同。当激光陀螺相对惯性空间绕垂直于环形腔平面的轴转动时，沿转动方向的激光束所通过的光程要比逆转动方向运动的激光束所通过的光程长。论文参考。由于光程长度的变化，使两束光的频率发生变化。在理想情况下，这一频率差 (或称拍颠)和环形激光器的转动角速度 成正比，即
式中， 是环形光路所包围的面积； 是环形光路长度； 是激光波长。当较小时，由于正反方向的两束光微弱的背向散射所引起的耦合，可使它们锁定在同频率上，出现“闭锁”。而利用法拉第效应或克尔效应，在激光陀螺中产生一个附加的偏频 ，可巧妙地避开“闭锁区”，使它在线性区工作。具体做法是用一个磁光元件（“磁镜”）来代替图2中的反射镜M2。
由于篇幅所限，本文主要从三个方面结合实例对光的偏振在工程实际中的应用进行了简单介绍，还有许多应用实例没有涉及。应该看到，光的偏振的应用范围是非常广泛的，其发展前景是非常美好的。
参考文献：
[1] 廖延彪.《偏振光学》.科学出版社.2003年
[2] 田志伟.《偏振光及其应用》.上海科学技术出版社.1957年
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