光偏振現(xiàn)象的研究實用教案

1、一、實驗(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(zhndng)(zhndng)方向0sinEEtE第1頁/共18頁第一頁，共19頁。橢圓偏振光EE圓偏振光橢圓和圓偏振光可以(ky)看作是兩個振動方向互相垂直、相位差恒定的線偏振光的合成。xEyE第2頁/共18頁第二頁，共19頁。sin,xxEAtsin()yyEAt合成(hchng)光振動方程：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/共18頁第三頁，共19頁

2、。自然光：各個方向上的光強相等(xingdng)，相位差隨機。部分(b fen)偏振光：某些方向上光強強，相位差隨機。第4頁/共18頁第四頁，共19頁。（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時第5頁/共18頁第五頁，共19頁。B B、二相色性晶體(jngt)(jngt)制成的偏振片2P1P0E1E2E0I2/01II 221cosII第6頁/共18頁第六頁，共19頁。C C、波片波片是各向異性( xin y xn)晶體，對不同振動方向的光有不同的

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/共18頁第七頁，共19頁。線偏振光通過(tnggu)1/4(tnggu)1/4波片線偏振器和1/41/4波片的組合(zh)(zh)稱為圓偏振器。第8頁/共18頁第八頁，共19頁。自然光和部分(b fen)(b fen)偏振光通過波片后不改變狀態(tài)圓偏振光通過(tnggu)1/4(tnggu)1/4波片波片后變成線偏振光。橢圓偏振光通過(tnggu)1/4(tnggu)1/4波片后一般仍是橢圓偏振光，但當橢圓對稱軸和波片光軸平行時。 返回第9頁/共18頁第九頁，共19頁。方法：第一步：讓光通過檢偏器,

4、,并讓檢偏器旋轉(xunzhun)(xunzhun)一周，則：兩次光強最大, ,兩次為零。檢偏器：光強始終不變。光強始終不變。（3 3）如何(rh)(rh)檢驗偏振光能產(chǎn)生某種偏振態(tài)的裝置都可以用來檢驗該偏振態(tài)第10頁/共18頁第十頁，共19頁。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：由兩個有確定圓偏振光和橢圓偏振光：由兩個有確定(qudng)(qudng)相位差的相互垂直的光振動合成而相位差的相互垂直的光振動合成而成；成；F自然光和部分偏振光：兩個相互垂直的振動自然光和部分偏振光：兩個相互垂直的振動(zhndng)(zhndng)之間

5、沒有恒定的位相差。之間沒有恒定的位相差。第11頁/共18頁第十一頁，共19頁。 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/共18頁第十二頁，共19頁。同時轉動波片和檢偏器，有消光現(xiàn)象的為橢圓偏振光，沒有(mi yu)(mi yu)消光現(xiàn)象的為部分偏振光。第13頁/共18頁第十三頁，共19頁。1、驗證馬呂斯定律：、驗證馬呂斯定律： 用激光功率計觀測檢偏器用激光功率計觀測檢偏器P2相對相對(xingdu)P1轉過的轉過的角度與光強角度與光強I的變化規(guī)律。在的變化規(guī)律。在090間每間每10測一次。測一次。實驗內(nèi)容(nirng)及要求第

6、14頁/共18頁第十四頁，共19頁。2、觀察線偏振、觀察線偏振(pin zhn)光通過波片后的偏振光通過波片后的偏振(pin zhn)狀態(tài)狀態(tài)檢偏器起偏器0旋轉 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 。當角分別為 15、 30、 45、 60、 75、 90時，將 A 逐漸旋轉 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，此說明(shumng) 1/4 波片出射光的偏振情況。第15頁/共18頁第十五頁，共19頁。1/2波片的作用(zuyng)(1) 先轉檢偏器達到消光，在兩偏振片間插入一個 1/2 波片。(2)

7、l/2 波片任意轉動一角度(jiod)，破壞消光現(xiàn)象。再將檢偏器轉動360，又能看到幾次消光?為什么?(3)改變l/2 波片的慢(或快)軸與激光的振動方向之間夾角 的數(shù)值，使其分別為 15、 30、 45、 60、 75、 90。轉動檢偏器到消光位置，記錄相應的角度(jiod)。解釋上面實驗結果，并因此了解 l/2 波片的作用。第16頁/共18頁第十六頁，共19頁。3、鑒別、鑒別(jinbi)半導體激光光源：半導體激光光源：利用利用1/4波片和檢偏器設計一個鑒別波片和檢偏器設計一個鑒別(jinbi)半導體激光半導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/共18頁第十七頁，共19頁。謝謝您的觀看(gunkn)！第18頁/共18頁第十八頁，共19頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結一、實驗(shyn)原理。第1頁/共18頁。第2頁/共18頁。O光和e光之間的相位差：。線偏振光: 兩次光強最大,兩次為零。能產(chǎn)生某種