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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 基础物理 » 关于电磁波TE,TM,TEM, 激光,偏振光等问题
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zhaoyuan0426

至尊木虫 (著名写手)

[交流] 关于电磁波TE,TM,TEM, 激光,偏振光等问题

关于电磁波TE,TM,TEM, 激光,偏振光等问题


首先激光器出来的光是线偏振的吗？

而在讲到偏振的时候，一般是指单一电场或者磁场的偏振，比如线偏振光，是不是说电场也是线偏振的而磁场也是线偏振的？

书上讲自由空间传输的光是TEM波，而在波导中传输的是TE或者TM波，这三个概念和偏振有关吗？是不是和晶体光学里的s波p波有什么关系？

如果波导中传输的是TE和TM，并且二者都存在的话，怎么在实验验上区别TE，TM呢？
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1楼 2012-12-05 10:41:48
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wzhiqustc

金虫 (小有名气)
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zhaoyuan0426: 金币+1 2012-12-06 18:03:58
zhaoyuan0426: 金币+1 2012-12-06 18:04:05
激光器产生的光的偏振应该和装置有关吧，应该是各种偏振都有吧，不是非常确定

偏振一般只指电场方向

TEM(transverse electro-magnetic wave) 就是电场磁场都垂直于传播方向，自由空间的电磁波只有两个自由度，电磁场都只能垂直于传播方向，因此自由空间只能传播TEM wave; 波导中由于边界材料的影响，电磁波不在自由，电磁波可以存在纵向分量，所以一般情况下只能传播TE wave或者 TM wave. TE wave 指的就是电场是横向的，不存在纵向分量，但是磁场可以存在纵向分量；TM 的意思就是磁场都是横向的，但电场可以存在纵向分量。 所以几个名词本身和偏振没有关系。如果实验上要区别TE 和TM wave的话，应该用偏振片就够了吧，这个不是很确定

当然，这三个名词和晶体光学里的s波p波也没有任何关系，因为那里的s波和p波也是用来定义不同偏振方向的波
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7楼2012-12-06 12:33:10
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汤汤.

金虫 (小有名气)
★
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你不少概念都没搞清楚，还混了

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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2楼2012-12-05 12:49:57
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linon1987

木虫 (正式写手)
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华丽的飘过: 金币+5, 3q 2012-12-06 02:22:58
zhaoyuan0426: 金币+2 2012-12-06 18:03:42
TE波，TM波这些概念的确用得很混淆，一般书上也没有详细区分。

光学中的s波偏振，p波偏振，对应于TE波和TM波，但与波导中的TE波和TM波是不同的。

光学中的TE，TM波的电磁场分量都只有三个(一般电磁场分量有6个)，TE(Ez,Hx,Hy，Ez是独立的，其他两个可以由Ez导出)，TM(Hz,Ex,Ey，Hz是独立的，其他两个可以由Hz导出)。为什么是这样？因为介质在Z方向是不变化的话，麦克斯韦方程可以拆解成两组独立的方程，一组描述TE波，一组描述TM波。

波导中的TE波和TM波都有五个分量，TE(Hz,Hx,Hy,Ex,Ey,只有Hz是独立的),TM(Ez,Ex,Ey,Hx,Hy,只有Ez是独立的）。这方面可以参考讲波导的书。TEM波，就是既有Hz，又有Ez的波。
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3楼2012-12-05 13:30:57
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dgzhao

金虫 (小有名气)
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华丽的飘过: 金币+5, 3q 2012-12-06 02:23:15
zhaoyuan0426: 金币+3 2012-12-06 18:03:48
激光器一般都有一个谐振腔，腔的两端有两块布儒斯特窗，激光在谐振腔里面会来回反射。
假设激光传播方向是z方向，每一次遇到布儒斯特窗就会反射掉一部分沿x方向振动的线偏振光（布儒斯特窗的设计使得每次的入射角都为布儒斯特角），多次反射之后，x方向振动的线偏振光就会全部被反射走，最终透射出来的就是纯净的y方向振动的线偏振光。

电磁场的电场方向、磁场方向、传播方向三者相互正交，所以若电场是线偏振，那么磁场一定也是线偏振。不过好像没有磁场是线偏振这种说法。

TM波和TE波是依照电场分量是在入射面内还是与入射面垂直来区分的，这两种波在界面上反射率和透射率会有不同。
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4楼2012-12-05 14:59:13
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