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　　偏振分光棱镜（PBS）是一种将一束入射光分成传达方向相互笔直的两束光的光学元件。但与一般的光学分束元件不同，由它分出的两束光之间有特别的联系，即：它们都是线偏振光，且偏振方向相互笔直。

　　这里边触及了几个物理光学概念，容易使人混淆，今日好好整理一下偏振分光棱镜：（1）偏振，（2）双折射，（3）晶体

　　（1）偏振

　　偏振是光的一种固有特点，偏振态是光的一个独立参数。假如要完好的描绘一个/束光的性质，除了频率/波长，振幅/强度，传达方向之外，还需要对它的偏振态进行描绘。所谓【偏振光】，是指这光的电矢量（E）的振荡方向具有必定的规则。偏振状况可分为：线偏振，椭圆偏振（特别情况下是圆偏振）。例如，关于线偏振光，它的电矢量只沿着一个方向做往复振荡。而【非偏振光】，如自然光，它们的电矢量的振荡是乱七八糟的，既不朝着某些相同的方向，振荡时又不具有固定的时间对应联系（没有固定相位），因而，它们的振荡是随机的，没有固定规则的。在【偏振光】的概念里，为了描绘振荡方向的相互联系，关于基本的线偏振光（经过它能够组合成椭偏光，当然反之也能够），咱们通常用P光和S光来区分。其间，P光表明振荡方向与入射面平行的线偏振光，S光表明振荡方向与入射面笔直的线偏振光。

　　以上是偏振的基本概念。

　　（2）双折射

　　【双折射】是一种光学现象。这种现象是：当一束光入射到某些材料里时（通常是”透明“的晶体），一束入射光将会变成两束！神奇吧。这种可发生双折射的晶体称为【双折射晶体】。那么，问题在于：是什么机制导致一束光能够分为两束？而且，这分出的两束光之间有没有什么特别联系？

　　实际上，偏振分光棱镜的这种现象是光波与晶体之间相互作用的结果，由于光的传达可依照电磁波的传达规则来描绘，因而，双折射发生机制能够用麦克斯韦方程组（Maxwell equation）结合晶体的介电常数来解说。从简单的情况来分析：平面波入射到各项异性的晶体中（这些概念将在下一个小结说明），能够描绘成菲涅尔公式/方程的方式，这个公式的方式类似于一个椭球的数学方程（当然，物理意义不同），通常称为【折射率椭球】或【波法线椭球】等。假如咱们对这个方程进行数学求解，能够同时得到两个解（这关于二次方程来说是很正常的工作）。这两个解在物理上就对应了光的两个传达方向（还有特别情况下有无数个解，这对应物理上的圆锥折射，此处不表），这意味着：一束光与晶体相互作用之后，确实将发生沿不同方向传达的两束光！！！

　　这两束光之间是有特定联系的：它们都是线偏振光，且偏振方向相互笔直。偏振分光棱镜公司发现它们的传达方向与如下条件有关：入射光的方向，晶体的光轴方向等。为了更清楚地描绘，通常将这两束光分别称为O光（ordinary light）和E光（extraordinary light），其间O光服从一般的折射规则，它的波面是一个圆形，即沿各个方向的传达速度均相同；而E光不服从折射规则，它的波面是一个椭圆（对单轴晶体而言（双折射晶体的一种，下节说明）），即沿不同方向具有不同的传达速度。它们的传达方向能够依据传达波面的景象具体确定。现在关心的问题是：O光和E光的振荡方向分别如何？依据菲涅尔波法线方程可知，关于单轴晶体，O光的振荡方向恒笔直于主平面（光的波法线（传达方向）与光轴组成的平面），E光的振荡方向恒在主平面内。

　　（3）晶体

　　晶体是一个比较广泛的概念，此处只依照光学性质对其进行分类。假如依照晶体对光的偏振状况的影响，可将晶体分为两大类3小类：各项同性，各项异性（单轴晶体，双轴晶体）。其间，各项同性晶体不发生双折射效应，各项异性晶体会发生双折射效应。在各项异性晶体中，有某些特别的方向，当光沿这些方向传达时，相同不会发生双折射效应。假如一个晶体只要一个这样的方向，称为【单轴晶体】；假如有两个这样的方向，称为【双轴晶体】。

　　使用晶体的这些性质，即可制造出偏振分光棱镜。但PBS的构成也有多种办法，包括反射型、双折射型等。

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