几何相位是理解相位膜的钥匙

棱丝

In binoculars of roof prisms the light-path is split into two that reflect on either side of the roof prism ridge.

One half of the light reflects from roof surface 1 to roof surface 2. The other half of the light reflects from roof surface 2 to roof surface 1. This causes the light to becomes partially polarized (due to an effect called Brewster's angle).

During subsequent (连续的) reflections, the direction of the polarized vector is changed but it is changed differently for each light- path in a manner similar to a Foucault pendulum.

When the light of two light-paths are recombined, the  vectors of the two light-paths can not coincide  with each other (互相重合).

The angle between the two vectors is called the phase shift, or the geometric phase, or the Berry phase.

So-called geometric phase means:
If the polarization state of the lightwave changes during propagation, the wave may acquire an extra contribution to its phase, which is in addition to the change in its dynamical phase.
This phase contribution was first discussed by Pancharatnam and is referred to as Pancharatnam's phase of light.

The interference between the two light-paths (with different geometric phase)  results in a varying intensity distribution in the image,  which largely reduce contrast and resolution compared to Porro prism.

These interference can be killed by vapor depositing a special dielectric coatingi.e. phase-correction coating or P-coating on the roof surfaces of the roof prism.

This coatings can correct geometric phase difference between  two light-paths, thus the both have the same phase shift and no interference degrades the image.

Binoculars of Schmidt-Pechan prism or Abbe-Koenig prism benefit from the phase correction coatings.


===the end===

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几何相位，又称贝里相位。
是说行进中的偏振光假如电矢量的振动方向绕光路发生了旋转，则产生了一个附加相位。也就是说，在反射引起相位延迟的情况下，还另外有一个几何相位。
而屋脊棱镜将射入的光锥劈分成两束。这两光路因反射而获得的相位延迟是一样的，但因E矢量旋转而获得的相位却不同，因为两路的E矢量的旋转程度就不一样，于是两光路的贝里相位就不一致。这就引起两光路有相位差了，就造成干涉，使得分辨率减半，色彩还原受损。
只要在屋脊面上镀电介质膜，就能把两路光的贝里相位调节得一致，就无相位差了。注意哦，我只是说“就无相位差了”，但其实，每一路光因反射而来的相位延迟仍旧存在着，只是两路延迟程度一致，可视为无罢了。


贝里这个人因发现了几何相位而获得1984年诺贝尔奖。
真是想不到啊，原来，相位膜与诺贝尔奖有交集。

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物镜输出的光锥射入别汗屋脊棱镜之后，经过3次反射，光锥就变成部分偏振光了。而部分偏振光那也是偏振光啊。这束“偏振光”然后在两屋脊面上连续两次反射，电矢量的振动方向不断改变，就像傅科摆一样。

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在过去的几百年里，人们认为只有光程差才导致相位差，从而导致干涉发生。现在不同了，就算两路光具有相等的光程，但只要两路光前进过程中，各自的电矢量的振动方向旋转得不一致，就会有相位差出现，就会有干涉发生。


在过去几百年里，人们所说的相位差，都是时间属性的，即两束光抵达焦平面时所经历的时间长短不一致。而贝里教授得诺奖之后，人们才知道居然还有空间属性的相位差，这就为何将“因E矢量偏转而生成的附加相位叫做几何相位”的原因。

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贝里这位科学家是1984年得诺奖的，1988年蔡司公司就研制出来了电介质相位膜。可见当年相位膜真的算非常前沿的科技了。

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无穷远的物平面上正对着望远镜光轴的那一点发出的平行光束射入物镜后，物镜输出的光锥不偏不倚射向屋脊两坡面，被恰好对半分，成为两条光路。且每一光路的电矢量作“傅科摆式旋转”时，偏转量相等，没有干涉。
可是整个物平面上也就此点无干涉。除此点之外的任何质点的光锥都是斜着射到双坡面的，两坡面的法线又不共线，而是90度夹角，所以两光束打到各自屋脊坡面时的入射角相差很大。那么，反射光的偏振E矢量的转动程度也就不一样了，从而两路光各有各的贝里相位，也就是几何相位，而且数值还不相等。
越往物平面的边缘的质点，其光锥越歪斜地射向屋脊双坡面，则劈分之后两条反射光锥的贝里相位相差就越大，就干涉得越厉害。

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说起偏振光的贝里相位，我感觉就像拧一字槽的木螺钉似的，用起子拧一下，螺纹就前进一点。一字槽=电矢量；前进的螺纹=附加的相位！

keke92

用阿贝棱镜有没有相位差？

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keke92 发表于 2018-9-22 20:07
用阿贝棱镜有没有相位差？

有啊。
物平面边缘处的质点发出的平行光束射入物镜，物镜输出的光锥就是歪着射到棱镜双坡面上，两支半股光束在各自坡面的入射角完全不同，自然而然地，两股的E矢量绕行进方向的偏转量截然不同，于是，两股的贝里相位也不同，就形成了贝里相位差或几何相位差。有相位差就有干涉发生。