高功率偏振分光棱鏡是一種將一束入射光分紅傳達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殊的聯(lián)系，即：它們都是線偏振光，且偏振方向相互筆直。

　　這里面觸及了幾個物理光學(xué)概念，容易使人混淆，今天好好梳理一下高功率偏振分光棱鏡：（1）偏振，（2）雙折射，（3）晶體

　　（1）偏振

　　偏振是光的一種固有屬性，偏振態(tài)是光的一個獨立參數(shù)。假如要完好的描繪一個/束光的性質(zhì)，除了頻率/波長，振幅/強度，傳達方向之外，還需要對它的偏振態(tài)進行描繪。所謂高功率偏振分光棱鏡，是指這光的電矢量（E）的振蕩方向具有一定的規(guī)則。偏振狀況可分為：線偏振，橢圓偏振（特殊情況下是圓偏振）。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雜亂無章的，既不朝著某些相同的方向，振蕩時又不具有固定的時間對應(yīng)聯(lián)系（沒有固定相位），因而，它們的振蕩是隨機的，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），我們通常用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。

　　（2）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（通常是”通明“的晶體），一束入射光將會變成兩束！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殊聯(lián)系？

　　實際上，這種現(xiàn)象是光波與晶體之間相互作用的成果，由于光的傳達可依照電磁波的傳達規(guī)則來描繪，因而，雙折射發(fā)生機制能夠用麥克斯韋方程組結(jié)合晶體的介電常數(shù)來解釋。從簡單的情況來分析：平面波入射到各項異性的晶體中，能夠描繪成菲涅爾公式/方程的方式，這個公式的方式類似于一個橢球的數(shù)學(xué)方程，通常稱為折射率橢球或波法線橢球等。假如我們對這個方程進行數(shù)學(xué)求解，能夠同時得到兩個解。這兩個解在物理上就對應(yīng)了光的兩個傳達方向，這意味著：一束光與晶體相互作用之后，確實將發(fā)生沿不同方向傳達的兩束光！！！

　　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。它們的傳達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，通常將這兩束光別離稱為O光和E光，其間O光遵守一般的折射規(guī)則，它的波面是一個圓形，即沿各個方向的傳達速度均相同；而E光不遵守折射規(guī)則，它的波面是一個橢圓（對單軸晶體而言（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速度。它們的傳達方向能夠根據(jù)傳達波面的景象具體確認(rèn)。現(xiàn)在關(guān)心的問題是：O光和E光的振蕩方向別離如何？根據(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（傳達方向）與光軸組成的平面），E光的振蕩方向恒在主平面內(nèi)。

　　（3）晶體

　　晶體是一個比較廣泛的概念，此處只依照光學(xué)性質(zhì)對其進行分類。假如依照晶體對光的偏振狀況的影響，可將晶體分為兩大類3小類：各項同性，各項異性（單軸晶體，雙軸晶體）。其間，各項同性晶體不發(fā)生雙折射效應(yīng)，各項異性晶體會發(fā)生雙折射效應(yīng)。在各項異性晶體中，有某些特殊的方向，當(dāng)光沿這些方向傳達時，相同不會發(fā)生雙折射效應(yīng)。假如一個晶體只有一個這樣的方向，稱為單軸晶體；假如有兩個這樣的方向，稱為雙軸晶體。利用晶體的這些性質(zhì)，即可制造出高功率偏振分光棱鏡。但PBS的構(gòu)成也有多種辦法，包含反射型、雙折射型等。