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电矢量的振动只限于某一确定平面内的光叫做平面偏振光。由于平面偏振光的电矢量在与传播方向垂直的平面上的投影为一条直线．故又叫作线偏振光。为简单起见，用图1表示平面偏振光，用其中图1(a)表示电矢量垂直于图面的平面偏振光，图1(b)表示电矢量在图面内的平面偏振光。电矢量和光的传播方向所构成的平面叫作偏振光的振动面。在图1(a)中的振动面垂直于图面，在图1(b)中的振动面平行于图画。
光波是横波，具有偏振性，然而通常光源发出的光却不能直接显示偏振现象。这是因为通常所用的光源包含为数众多的原子和分子，每个原子和分子都是一个独立的光源。虽然每一个原子或分子每一次发射所发出的光波都是偏振的，它们的电振动都有确定的方向。但是由于普通的光源中各个原子或分子的发光都是各自独立的，它们发出的光的振动在各个方向上都有，不存在某个优先的振动方向。因此，当对着光的传播方向看去时，任何方向上振动的强度都相等，并不显示偏振性。这种光叫作自然光。
在自然光中，对任何取向的电矢量E，都可分解为相互垂直的两个方向(例如x方向和y方向)上的分量，所有取向的电矢量分解在这两个方向上的时间平均值必相等。也就是说，自然光可以用强度相等，振动方向互相垂直的两个平面偏振光来表示。但是必须注意，由于自然光中各电矢量之间无固定的相位关系，因而其中任何两个取向不同的电矢量不能合成为一个单独的矢量。
此外，有的光，在垂直于光的传播方向的平面内，各个方向的光振动都有，但它们的振幅不相等，其电矢量在某一确定的方向上最强，但在和它成正交的方向上为最弱，这种光叫作部分偏振光。这种部分偏振光用数目不等的点子和短线表示。
从自然光中获得线偏振光的过程叫作起偏，获得线偏振光的器件或装置叫起偏器。在实用中，起偏器常利用两色性材料的偏振片。所谓两色性，指对互相垂直的两个分振动具有选择吸收的性能。
把偏振片作为起偏器．它只能通过沿某个方向振动的光矢量或光矢量振动沿该方向的分量，而不能透过与该方向垂直振动的光矢量或光矢量振动与该方向垂直的分量。这个透光方向叫作偏振化方向或起偏方向。自然光透过偏振片后，透射光即变为偏振光。
自然光通过起偏振器后，用眼睛迎着光线观察，除了感到光强比不放起偏振器时较弱以外，没有其他感觉。如以入射光方向为轴转动起偏振器，光强始终不变，即光强与起偏振器的取向无关。如果在眼睛前面插入检偏振器，使自然光先通过起偏振器，接着再通过检偏振器，然后进入眼睛。当我们以光线传播的方向为轴旋转检偏振器时将会发现，从检偏振器出射的光的强度随旋转的角度而变化。这说明从起偏振器出射的光是偏振光。所谓检偏振器，是一个和起偏振器同样的偏振元件，只是它们在这里所起的作用不同。后者是使自然光变成偏振光，前者是用来检验偏振光。偏振片的起偏和检偏原理．广泛应用于立体电影、立体电视、自动调光等许多方面。
干涉和衍射是各种波动都具有的现象，无论是纵波还是横波，都会产生干涉和衍射。因此，我们常常根据干涉或衍射是否能发生来鉴别某种物质或某种运动形式是否具有波动性质。但是，由衍射和干涉的现象无法鉴别某种波动是纵波还是横波。纵波和横波的区别表现在另一类现象上，即偏振现象。
将一根长绳子的一端固定，另一端用手拉紧水平的绳子上下振动，产生横波。波的振动方向和波的传播方向垂直，并且振动方向始终保持在一个平面内。假如我们让绳子穿过一个栅栏，波的传播就会受到栅栏的限制。如果栅栏缝隙的方向与振动方向一致，波能顺利通过栅栏。如果缝隙方向与振动方向垂直，波就被阻挡而不能继续向前传播。
纵波与此不同。纵波的振动沿着波的传播方向，栅栏或类似的障碍无论在哪一个方向，都不会阻止波的传播。
就这方面的性质来看，纵波的振动对于波的传播方向是轴对称的，横波的振动对于波的传播方向不是轴对称的。横波的上述特点就是它的偏振性。
光波是电磁波。光波中含有电振动矢量E和磁振动矢量H，E和H都与传播速度u垂直，因此光波是横波。
实验表明，产生感光作用和生理作用的是光波中的电矢量E，所以讨论光的作用时，只需考虑电矢量E的振动。E叫做光矢量，E的振动叫做光振动。
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为便于产生和分析各种椭圆偏振光，还需要有其他种产生椭圆偏振光的光学元件，巴俾涅补偿器和索累补偿器是其中最常见的两种。
如图3所示，是由光轴相互垂直的两块石英楔形板组成的复合棱镜，其中楔形板的折射角α 很小。当线偏振光垂直地射入补偿器时,在上楔板内，与图1所示的情况一样,线偏振光分解为o光和e光两部分,它们沿着同一方向传播，o、e两光的位相差δ1取决于它们在上楔板中所穿过的晶体厚度d1，但是在下楔板内，由于上、下两楔板的晶体光轴相互垂直，所以在上楔板内的o光和e光进入下楔板内就分别变成了e光和o光，它们间的位相差 δ2取决于它们在下楔板内穿过的晶体厚度d2，于是，透过巴俾涅补偿器的o光和e光的位相差为
在巴俾涅补偿器内，当偏振光在两楔的中央穿过,d1=d2，则自补偿器出射的o光和e光之间位相差为零。当偏振光在上楔板中穿过的晶体厚度d1与在下楔板中穿过的晶体厚度d2不同时，则两光间产生一定的位相差。所以随着光通过楔板的不同水平位置,就能得到不同的位相差,也就是得到不同的椭圆偏振光。显然，为了使光束截面上各点的位相差相同,这种补偿器必须使用极细的光束,这是它的缺点。为了克服这一缺点，可以采用索累补偿器。
如图4所示,是由两个光轴平行的石英楔板和一个光轴垂直于两楔板光轴的石英平行平面板组成的复合棱镜。上楔板可由微动螺旋使其本身作平行的移动。当上楔板这样移动时，两楔板的总厚度可连续改变。当两楔板的总厚度等于下面石英平行平面板的厚度时，穿过补偿器的o光和e光之间位相差为零。由改变两楔板总厚度与石英平行平面板厚度之差即可得到较宽截面上有相同位相差的光束。
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。它是一种光的横波的振动矢量(垂直于波的传播方向)偏于某些方向的现象。
1、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)。你可以通过一个实验想象这是一种什么景象：你把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上，另一头拿在你手里。再假定绳子是从篱笆的两根竹子的正当中穿过去的。如果你现在拿绳子上下振动，绳子产生的波就会从两根竹子之间通过，并从你的手传到那棵树上。这时，那座篱笆对你的波来说是"透明的"。但是，要是你让绳子左右波动，绳子就会撞在两根竹子上，波就不会通过篱笆了，这时这座篱笆就相当于一个起偏振器件。
2、部分偏振光
光波包含一切可能方向的横振动，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。
偏光式3D技术普遍用于商业影院和其它高端应用，它是偏振光的典型应用。在技术方式上和快门式是一样的，其不同的是被动接收所以也被称为属于被动式3D技术，辅助设备方面的成本较低，但对输出设备的要求较高，所以非常适合商业影院等需要众多观众的场所使用。不闪式就是利用此原理。
原理：
立体感产生的主要原因是左右眼看到的画面不同，左右眼位置不同所以画面会有一些差异。
拍摄立体图像时就是用2个镜头一左一右。然后左边镜头的影像经过一个横偏振片过滤，得到横偏振光，右边镜头的影像经过一个纵偏振片过滤，得到纵偏振光。
立体眼镜的左眼和右眼分别装上横偏振片和纵偏振片，横偏振光只能通过横偏振片，纵偏振光只能通过纵偏振片。这样就保证了左边相机拍摄的东西只能进入左眼，右边相机拍摄到的东西只能进入右眼，于是乎就立体了。
光的偏振现象可以借助于实验装置进行检测，P1、P2是两块同样的偏振片。通过一片偏振片p1直接观察自然光（如灯光或阳光），透过偏振片的光虽然变成了偏振光，但由于人的眼睛没有辨别偏振光的能力，故无法察觉。如果我们把偏振片P1的方位固定，而把偏振片P2缓慢地转动，就可发现透射光的强度随着P2转动而出现周期性的变化，而且每转过90°就会重复出现发光强度从最大逐渐减弱到最暗；继续转动P2则光强又从接近于零逐渐增强到最大。由此可知，通过P1的透射光与原来的入射光性质是有所不同的，这说明经P1的透射光的振动对传播方向不具有对称性。
自然光经过偏振片后，改变成为具有一定振动方向的光。这是由于偏振片中存在着某种特征性的方向，叫做偏振化方向，偏振片只允许平行于偏振化方向的振动通过，同时过滤掉垂直于该方向振动的光。通过偏振片的透射光，它的振动限制在某一振动方向上,我们把第一个偏振片P1叫做“起偏器”，它的作用是把自然光变成偏振光，但是人的眼睛不能辨别偏振光。必须依靠第二片偏振片P2去检查。旋转P2，当它的偏振化方向与偏振光的偏振面平行时，偏振光可顺利通过，这时在P2的后面有较亮的光。当P2的偏振方向与偏振光的偏振面垂直时，偏振光不能通过，在P2后面也变暗。第二个偏振片帮助我们辨别出偏振光，因此它也称为“检偏器”。
椭圆偏振光光学元件