偏振分光棱鏡（PBS）是一種將一束入射光分成傳達(dá)方向相互筆直的兩束光的光學(xué)元件。但與一般的光學(xué)分束元件不同，由它分出的兩束光之間有特別的聯(lián)系，即：它們都是線偏振光，且偏振方向相互筆直。

　　這里邊觸及了幾個(gè)物理光學(xué)概念，容易使人混淆，今日好好整理一下偏振分光棱鏡：（1）偏振，（2）雙折射，（3）晶體

　?。?）偏振

　　偏振是光的一種固有特點(diǎn)，偏振態(tài)是光的一個(gè)獨(dú)立參數(shù)。假如要完好的描繪一個(gè)/束光的性質(zhì)，除了頻率/波長(zhǎng)，振幅/強(qiáng)度，傳達(dá)方向之外，還需要對(duì)它的偏振態(tài)進(jìn)行描繪。所謂【偏振光】，是指這光的電矢量（E）的振蕩方向具有必定的規(guī)則。偏振狀況可分為：線偏振，橢圓偏振（特別情況下是圓偏振）。例如，關(guān)于線偏振光，它的電矢量只沿著一個(gè)方向做往復(fù)振蕩。而【非偏振光】，如自然光，它們的電矢量的振蕩是亂七八糟的，既不朝著某些相同的方向，振蕩時(shí)又不具有固定的時(shí)間對(duì)應(yīng)聯(lián)系（沒有固定相位），因而，它們的振蕩是隨機(jī)的，沒有固定規(guī)則的。在【偏振光】的概念里，為了描繪振蕩方向的相互聯(lián)系，關(guān)于基本的線偏振光（經(jīng)過它能夠組合成橢偏光，當(dāng)然反之也能夠），咱們通常用P光和S光來區(qū)分。其間，P光表明振蕩方向與入射面平行的線偏振光，S光表明振蕩方向與入射面筆直的線偏振光。

　　以上是偏振的基本概念。

　?。?）雙折射

　　【雙折射】是一種光學(xué)現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是：當(dāng)一束光入射到某些材料里時(shí)（通常是”透明“的晶體），一束入射光將會(huì)變成兩束！神奇吧。這種可發(fā)生雙折射的晶體稱為【雙折射晶體】。那么，問題在于：是什么機(jī)制導(dǎo)致一束光能夠分為兩束？而且，這分出的兩束光之間有沒有什么特別聯(lián)系？

　　實(shí)際上，偏振分光棱鏡的這種現(xiàn)象是光波與晶體之間相互作用的結(jié)果，由于光的傳達(dá)可依照電磁波的傳達(dá)規(guī)則來描繪，因而，雙折射發(fā)生機(jī)制能夠用麥克斯韋方程組（Maxwell equation）結(jié)合晶體的介電常數(shù)來解說。從簡(jiǎn)單的情況來分析：平面波入射到各項(xiàng)異性的晶體中（這些概念將在下一個(gè)小結(jié)說明），能夠描繪成菲涅爾公式/方程的方式，這個(gè)公式的方式類似于一個(gè)橢球的數(shù)學(xué)方程（當(dāng)然，物理意義不同），通常稱為【折射率橢球】或【波法線橢球】等。假如咱們對(duì)這個(gè)方程進(jìn)行數(shù)學(xué)求解，能夠同時(shí)得到兩個(gè)解（這關(guān)于二次方程來說是很正常的工作）。這兩個(gè)解在物理上就對(duì)應(yīng)了光的兩個(gè)傳達(dá)方向（還有特別情況下有無數(shù)個(gè)解，這對(duì)應(yīng)物理上的圓錐折射，此處不表），這意味著：一束光與晶體相互作用之后，確實(shí)將發(fā)生沿不同方向傳達(dá)的兩束光！?。?/p>

　　這兩束光之間是有特定聯(lián)系的：它們都是線偏振光，且偏振方向相互筆直。偏振分光棱鏡公司發(fā)現(xiàn)它們的傳達(dá)方向與如下條件有關(guān)：入射光的方向，晶體的光軸方向等。為了更清楚地描繪，通常將這兩束光分別稱為O光（ordinary light）和E光（extraordinary light），其間O光服從一般的折射規(guī)則，它的波面是一個(gè)圓形，即沿各個(gè)方向的傳達(dá)速度均相同；而E光不服從折射規(guī)則，它的波面是一個(gè)橢圓（對(duì)單軸晶體而言（雙折射晶體的一種，下節(jié)說明）），即沿不同方向具有不同的傳達(dá)速度。它們的傳達(dá)方向能夠依據(jù)傳達(dá)波面的景象具體確定。現(xiàn)在關(guān)心的問題是：O光和E光的振蕩方向分別如何？依據(jù)菲涅爾波法線方程可知，關(guān)于單軸晶體，O光的振蕩方向恒筆直于主平面（光的波法線（傳達(dá)方向）與光軸組成的平面），E光的振蕩方向恒在主平面內(nèi)。

　?。?）晶體

　　晶體是一個(gè)比較廣泛的概念，此處只依照光學(xué)性質(zhì)對(duì)其進(jìn)行分類。假如依照晶體對(duì)光的偏振狀況的影響，可將晶體分為兩大類3小類：各項(xiàng)同性，各項(xiàng)異性（單軸晶體，雙軸晶體）。其間，各項(xiàng)同性晶體不發(fā)生雙折射效應(yīng)，各項(xiàng)異性晶體會(huì)發(fā)生雙折射效應(yīng)。在各項(xiàng)異性晶體中，有某些特別的方向，當(dāng)光沿這些方向傳達(dá)時(shí)，相同不會(huì)發(fā)生雙折射效應(yīng)。假如一個(gè)晶體只要一個(gè)這樣的方向，稱為【單軸晶體】；假如有兩個(gè)這樣的方向，稱為【雙軸晶體】。

　　使用晶體的這些性質(zhì)，即可制造出偏振分光棱鏡。但PBS的構(gòu)成也有多種辦法，包括反射型、雙折射型等。