偏光技术在材料研究中的应用
应用偏振光研究材料组织，已有近百年的历史。
偏振光金相研究也有几十年的时间，主要用于以下两方面。
① 金属显微组织的研究，有一些金属及合金，用一般金相显微镜无法观察其真实组织，而在偏振光照明下，显微组织。晶粒大小及位向等则清晰可辩；对于经受大量塑性变形的金属，偏振光下还可以测定其择优取向。
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1、偏振光的基础知识
从物理光学可知，如果光波的振动方向都互相平行，只在一个固定方向振动的光称线偏振光，简称偏振光。偏振光的振动方向和传播方向所组成的面称振动面。天然光通过起偏镜后可成为线偏振光。偏振光可用检偏镜来检查。不同状态的偏振光通过检偏镜后，将有不同的变化规律。
对于线偏振光，当起偏镜与检偏镜成正交位置时，通过检偏镜的光线最弱。因此起偏镜与检偏镜的相对位置每转90°交替出现强度最大和消光。
对于圆偏振光，不论检偏镜的位置如何，总有等量的偏振光通过检偏镜，光的强度不变，无消光现象。
对于椭圆偏振光，光的强度随检偏镜的位置而改变，起偏镜与检偏镜之间的相对位置每转90°交替出现强度的极大和极小。
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金属材料按其晶体结构不同可分为各向同性与各向异性。立方点阵的金属都具有各向同性的特征，一般情况下对偏振光不起作用。非立方点阵的金属，如六方晶系，三斜晶系，正方晶系等金属都属各向异性，对偏振光的反应极为灵敏。
当偏振光照射到一个多晶体的各向异性的金属磨面上时，假如偏振光与某一晶粒的光轴成φ角，则反射光（为线偏振光）的振动面将旋转一个ω角，它使得反射偏振光与检偏镜改变了原来的正交位置，部分反射偏振光能通过检偏镜进入目镜。由于各个晶粒光轴方向各不一样，φ角不等，因而每一个晶粒的反射偏振光的振动面旋转的角度ω也不同，通过检偏镜的光线强度也不同，因而我们能够在目镜中观察到明暗不一的多晶粒。对于弱各向异性的金属，往往将检偏镜偏转极小角度（不完全正交），可以使晶粒明暗差别显著。金相映相衬度提高有利于组织观察。以密排六方晶格的锌为例，其晶体结构造成了光学各向异性，可以利用偏光技术观察。
Zn的明场图像（密排六方） Zn的偏光图像（视场同左）
石墨球的三维结构是什么样子的？通过偏光效果可以得到一定的解释。典型的“黑十字”现象。说明：石墨球的截面上不是一个晶体的同一晶面；进一步的研究，人们了解到，石墨球的三维结构像是一个团紧的花蕾，有一个核心。
球形石墨铸铁抛光明场像 球形石墨铸铁抛光偏光像：“黑十字”
当偏振光照射到各向同性金属试样磨面时，反射偏振光的振动不能旋转，仍与检偏镜成正比位置，反射偏振光不能通过检偏镜，因而在正交偏振光下观察各向同性金属试样，只能看到黑暗一片。
如果将磨面深侵蚀，不同位相的晶粒将露出不同程度倾斜的一定晶面，这时偏振光照射后经反射可得不同椭圆度的椭圆偏振光，部分光线可以通过检偏镜而观察到明暗不一的晶粒。