光偏振現(xiàn)象的研究實(shí)用教案

1、一、實(shí)驗(yàn)(shyn)原理（1 1）什么(shn me)(shn me)是偏振光？線偏振光cHE代表光波振動(dòng)(zhndng)(zhndng)方向0sinEEtE第1頁(yè)/共18頁(yè)第一頁(yè)，共19頁(yè)。橢圓偏振光EE圓偏振光橢圓和圓偏振光可以(ky)看作是兩個(gè)振動(dòng)方向互相垂直、相位差恒定的線偏振光的合成。xEyE第2頁(yè)/共18頁(yè)第二頁(yè)，共19頁(yè)。sin,xxEAtsin()yyEAt合成(hchng)光振動(dòng)方程：222222cos()sin ()yxyxxyxyEE EEAAA A線偏振光；k（3）其它(qt)情況橢圓偏振光。（1 1）22xyAA（ ）=/ 且圓偏振光；第3頁(yè)/共18頁(yè)第三頁(yè)，共19頁(yè)

2、。自然光：各個(gè)方向上的光強(qiáng)相等(xingdng)，相位差隨機(jī)。部分(b fen)偏振光：某些方向上光強(qiáng)強(qiáng)，相位差隨機(jī)。第4頁(yè)/共18頁(yè)第四頁(yè)，共19頁(yè)。（2 2）如何(rh)(rh)產(chǎn)生偏振光A A、以布儒斯特角入射產(chǎn)生(chnshng)(chnshng)線偏振光自然光線偏振光部分(b fen)偏振光反射界面1n2nBi21tanBnin時(shí)第5頁(yè)/共18頁(yè)第五頁(yè)，共19頁(yè)。B B、二相色性晶體(jngt)(jngt)制成的偏振片2P1P0E1E2E0I2/01II 221cosII第6頁(yè)/共18頁(yè)第六頁(yè)，共19頁(yè)。C C、波片波片是各向異性( xin y xn)晶體，對(duì)不同振動(dòng)方向的光有不同的

3、折射率雙折射現(xiàn)象。deAoA光軸波片O O光和e e光之間的相位差：2()oed nnI第7頁(yè)/共18頁(yè)第七頁(yè)，共19頁(yè)。線偏振光通過(guò)(tnggu)1/4(tnggu)1/4波片線偏振器和1/41/4波片的組合(zh)(zh)稱(chēng)為圓偏振器。第8頁(yè)/共18頁(yè)第八頁(yè)，共19頁(yè)。自然光和部分(b fen)(b fen)偏振光通過(guò)波片后不改變狀態(tài)圓偏振光通過(guò)(tnggu)1/4(tnggu)1/4波片波片后變成線偏振光。橢圓偏振光通過(guò)(tnggu)1/4(tnggu)1/4波片后一般仍是橢圓偏振光，但當(dāng)橢圓對(duì)稱(chēng)軸和波片光軸平行時(shí)。 返回第9頁(yè)/共18頁(yè)第九頁(yè)，共19頁(yè)。方法：第一步：讓光通過(guò)檢偏器,

4、,并讓檢偏器旋轉(zhuǎn)(xunzhun)(xunzhun)一周，則：兩次光強(qiáng)最大, ,兩次為零。檢偏器：光強(qiáng)始終不變。光強(qiáng)始終不變。（3 3）如何(rh)(rh)檢驗(yàn)偏振光能產(chǎn)生某種偏振態(tài)的裝置都可以用來(lái)檢驗(yàn)該偏振態(tài)第10頁(yè)/共18頁(yè)第十頁(yè)，共19頁(yè)。第二步：區(qū)別(qbi)(qbi)自然光與圓偏振光、部分偏振光與橢圓偏振光：F圓偏振光和橢圓偏振光：由兩個(gè)有確定圓偏振光和橢圓偏振光：由兩個(gè)有確定(qudng)(qudng)相位差的相互垂直的光振動(dòng)合成而相位差的相互垂直的光振動(dòng)合成而成；成；F自然光和部分偏振光：兩個(gè)相互垂直的振動(dòng)自然光和部分偏振光：兩個(gè)相互垂直的振動(dòng)(zhndng)(zhndng)之間

5、沒(méi)有恒定的位相差。之間沒(méi)有恒定的位相差。第11頁(yè)/共18頁(yè)第十一頁(yè)，共19頁(yè)。 基本基本(jbn)(jbn)方法：在檢偏器前加一塊方法：在檢偏器前加一塊l/4l/4波片波片檢偏器第12頁(yè)/共18頁(yè)第十二頁(yè)，共19頁(yè)。同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)波片和檢偏器，有消光現(xiàn)象的為橢圓偏振光，沒(méi)有(mi yu)(mi yu)消光現(xiàn)象的為部分偏振光。第13頁(yè)/共18頁(yè)第十三頁(yè)，共19頁(yè)。1、驗(yàn)證馬呂斯定律：、驗(yàn)證馬呂斯定律： 用激光功率計(jì)觀測(cè)檢偏器用激光功率計(jì)觀測(cè)檢偏器P2相對(duì)相對(duì)(xingdu)P1轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)過(guò)的角度與光強(qiáng)角度與光強(qiáng)I的變化規(guī)律。在的變化規(guī)律。在090間每間每10測(cè)一次。測(cè)一次。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(nirng)及要求第

6、14頁(yè)/共18頁(yè)第十四頁(yè)，共19頁(yè)。2、觀察線偏振、觀察線偏振(pin zhn)光通過(guò)波片后的偏振光通過(guò)波片后的偏振(pin zhn)狀態(tài)狀態(tài)檢偏器起偏器0旋轉(zhuǎn) 1/4 波片 C，以改變其慢(或快)軸與入射的線偏振光電矢量之間夾角 。當(dāng)角分別為 15、 30、 45、 60、 75、 90時(shí)，將 A 逐漸旋轉(zhuǎn) 360，觀察光電流的變化，出現(xiàn)幾次極大和幾次極小值，將光電流的極大值和極小值記錄在表 1 中，此說(shuō)明(shumng) 1/4 波片出射光的偏振情況。第15頁(yè)/共18頁(yè)第十五頁(yè)，共19頁(yè)。1/2波片的作用(zuyng)(1) 先轉(zhuǎn)檢偏器達(dá)到消光，在兩偏振片間插入一個(gè) 1/2 波片。(2)

7、l/2 波片任意轉(zhuǎn)動(dòng)一角度(jiod)，破壞消光現(xiàn)象。再將檢偏器轉(zhuǎn)動(dòng)360，又能看到幾次消光?為什么?(3)改變l/2 波片的慢(或快)軸與激光的振動(dòng)方向之間夾角 的數(shù)值，使其分別為 15、 30、 45、 60、 75、 90。轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器到消光位置，記錄相應(yīng)的角度(jiod)。解釋上面實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并因此了解 l/2 波片的作用。第16頁(yè)/共18頁(yè)第十六頁(yè)，共19頁(yè)。3、鑒別、鑒別(jinbi)半導(dǎo)體激光光源：半導(dǎo)體激光光源：利用利用1/4波片和檢偏器設(shè)計(jì)一個(gè)鑒別波片和檢偏器設(shè)計(jì)一個(gè)鑒別(jinbi)半導(dǎo)體激光半導(dǎo)體激光光源為何種偏振光源的辦法光源為何種偏振光源的辦法第17頁(yè)/共18頁(yè)第十七頁(yè)，共19頁(yè)。謝謝您的觀看(gunkn)！第18頁(yè)/共18頁(yè)第十八頁(yè)，共19頁(yè)。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)一、實(shí)驗(yàn)(shyn)原理。第1頁(yè)/共18頁(yè)。第2頁(yè)/共18頁(yè)。O光和e光之間的相位差：。線偏振光: 兩次光強(qiáng)最大,兩次為零。能產(chǎn)生某種