大物实验三-数字化综合二

实验题目：偏振光的研究 实验目的 1、线偏振光的产生与鉴别23*4、定律实验原l、此关系称 特定律

从空气入射到介质，一般起偏角在53至58度之间，根据特定律，可n。21803

2nn 式中为单色光波长，n0ne0e光的折射率，LExEy，则有：E2X

E yE

2ExEycossin2A e 2k

2k1)

(k12

(4不等于以上各值时，为椭圆偏振光．(K=0。

2k1)1／4l/4所示，由于0光和e光的振幅是的函数，振幅A因角的不同而不同=o或

2时，A。=o或Ae=o=

4时，A。=Ae，为圆偏振光对于任意的角，相应的光强有：eIA2cos2e20IAsin220

此即为公式，或定律0eIotgI实验装置1该偏振光实验系统由光源、偏振器、信号和控制器等组成，具体如图所示，实验中使用的是单光束的光路，采用梭镜做偏振器。波片：波片是相位延迟器的一种，是由双折射材料制成的一种光学元件，2该系统的是利用偏光器件对光的偏振性质进量和鉴别aA／D变换进入计算机进行处判断偏振光是否是线偏振光，只要让偏振光通过一个偏振器(称之为检偏器)，当转动检偏器,改变检偏器透射轴与线偏振光之间的夹角时，出射的光强随之改变根据偏振器的性质可以知道当透射轴与线偏振光的振动方向平行时出射的光强最大而垂直于线偏振光的振动方向时出现消光即出射的光强为零如果检偏器旋转一周光强变化交替出现两次最亮和两次零光强即两明两黑且符合 定律，II0cs2，(为检偏器透射轴与偏振光方向间的夹角)，过4片的光是圆偏振光。检偏器旋转时，光强没有变化。产生椭圆偏振光的方法是将一束线偏振光正入射到入／4动方向与/4波片慢轴的夹角不等于45o，此时透过/4波片的光就是椭圆偏实验中要得到完整的椭圆曲线．需要作一些工作，现如下P1的偏振化方向夹角为3示，其中为实验 P22e设自然光的振幅为Ao，则经起偏器后的线偏振光的振幅为Ao／2，绎2e22

A0sin,A

A0

2EtAsinwtA0sin2 2EtAcoswt2

A0cos

2222

22I

22在极坐标系中作出转角与光强平方根的关系曲线，其理论曲线如图4所示(6时情况。星点线为3这在于椭圆曲线的极角并不一定等于转角θ。对于椭圆曲线xacosybsin，矢

rx2y2acos2bsin2 极角为tgysin

I I由(10)a=b时(即为圆时)

此，作出椭圆曲线的关键是找出对应的极角．通过比较式(8)和(9)，得tantan/arctantan/tanπ/2-arctantan/tan

(1π/2-α≤θ＜33π/2-II

的理论曲线（圆点线为6时情况。星点线为3时情况，图中进行了归一化处理）可以看出实验步骤1220mmf．注意!电箱有很多联线插头．必须先关掉电箱开关再接线或拔线2在光安置透镜、起偏器和光电，打开激光器，使起偏器垂直于光束的平面内转动(1号电机，按键))，则可在屏幕上观察到透过光强的360o1号电机转到光强值最大的位置。在光添加检偏器，使起偏器固定（不再转动1号电机，在垂直于光束的平面内旋转检偏器(2号电机)，观察图象。是否能找到一个位置使光完全2?）4波长片(注意使光线尽量穿过元件中心)．以光线为轴先转动l/4波片消光（以显示的光强值为依据，要求，IIII都将检偏器（2号电机）360o。分别在直角坐标和极坐标（

II以在理论值的5数据处2360o208.500.2561，然后应用角度检索功1号电机转到光强值最大的该位置继续实验。图如下：2号电机测得图像如下：62.50在实验中不能找到一个位置使光完全，最小值也为0.0058，但已经非3：IIl／430o、45o、60o、75o、90oII30

）45极坐极坐标系中6075极坐极坐标系中90—30—45—60极坐标系中—75极坐标系中—90极坐标系中实验分析根据理论结果，当线偏振光垂直入射到l/4波片时，且其振动方向与波片光轴成角，如1所示0e光的振幅是的函数，振幅A因角的不同而不同。=o或振光

2时，A。=o

为其他角度时为椭圆偏振光在该实验结果图像中：当将一束线偏振光正入射到入／4片上，线偏振光振动方向与/4波片慢轴的夹角等于45度或者—45时，就产生了圆偏振光。而当将一束线偏振光正入射到入／4片上，线偏振