自然光过偏振片被 “滤掉” 那部分光的能量去哪了先把场景说清楚自然光包含各个方向偏振的光子入射偏振片之后出射是单一方向的线偏振光光强大约减半。消失的那一半能量并没有凭空消失主要两个去向被偏振片吸收或者被反射。结合我们之前光子三重特征粒子性、波动性、随机性来拆解微观过程粒子性光子是完整一份份不能切分。一个光子不能 “一半过去、一半被拦住”。对于每一个入射光子只有两种结局完整通过或者完整不通过。不存在半个光子。波动性自然光可以看成无数不同偏振方向的光子混合偏振片相当于一个偏振测量基把入射光投影到透振方向。随机性对于偏振方向和透振方向有夹角的光子能不能透过去是概率事件大量光子统计表现出宏观的光强衰减。重点误区不是把一个光子的能量切碎留下一部分能量透过去。是一部分光子直接被拦截完全消失另一部分完整保留全部能量透射出射。两种典型偏振片能量去向不一样1.二向色性偏振片最常见塑料偏振片眼镜、实验用偏振片原理薄膜内部长条定向排列的分子。和透振方向垂直的偏振分量光子被分子吸收光子整体湮灭光子的能量传递给偏振片的分子变成热能偏振片会微微发热。和透振方向平行的偏振分量光子直接穿过能量不变。被滤掉的能量绝大部分转化为偏振片的热量。2. 偏振分光棱镜 PBS晶体偏振器件实验室激光系统PBS 把光分成两束p 偏振透射过去s 偏振被反射到另一个方向。 这里没有吸收几乎不发热。想要的偏振光透射输出“多余” 的那一部分光子并没有消失只是被反射偏转成为另一束光跑向别的方向。如果你不接收反射那一路这部分光就会打到外壳、光陷阱上再被吸收变成热量。用单光子视角重新理解拿一个任意偏振的单光子打向偏振片按照波动性把光子的偏振态分解成「平行透振方向」和「垂直透振方向」两个分量。粒子性约束不能拆分光子。测量时刻发生量子坍缩。随机性起作用以一定概率完整通过偏振片保留全部能量或者被完整拦截光子湮灭能量交给介质。大量自然光光子入射统计平均下来一半光子通过一半被拦截。并不是同一个光子能量被切走一半是一半数量的光子直接出局能量交给偏振片介质。补充一个容易混淆的问题马吕斯定律马吕斯定律\(II_0\cos^2\theta\)描述出射光强。 很多人会误以为光子的能量被按比例削减。错误。每个通过的光子光子能量\(h\nu\)完全不变。变化的是能够通过的光子数目不是单个光子的能量。光强下降代表单位时间通过的光子数量变少不是每个光子 “变弱了”。简短总结普通塑料偏振片被滤除的光子被材料吸收光子湮灭能量变为热能。PBS 偏振分光棱镜多余偏振分量被反射成为另一束光后续被光陷阱吸收最终还是变成热。微观上光子不能分割要么整颗过去要么整颗被拦截光强降低 光子数目减少单个光子能量保持不变。随机性每一个光子能否通过是概率事件大量统计得到宏观马吕斯定律的光强结果。拓展联系晶体光学偏振片本质是各向异性介质介质微观分子 / 晶体结构决定了哪一类偏振的光子允许通过哪一类会被吸收介质充当 “筛选器”和前面线性光学的逻辑完全一致。