偏振_2016春_458702276

1、偏振光學實驗偏振光學實驗實驗目的偏振光的基本概念偏振光的起偏和檢偏方法偏振片與波片的工作原理與使用方法反射和折射時的起偏現(xiàn)象反射和折射時的起偏現(xiàn)象菲涅爾反射公式菲涅爾反射公式22)tan()tan(titiPPrR22)sin()sin(titiSSrR1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.1i = 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Rs5640 Rp布儒斯特角布儒斯特角p光無反射光無反射90 ti 0)tan()tan(2 titiPR 根據(jù)斯奈爾定律根據(jù)斯奈爾定律niiititancossinsinsinnBarctan幾個關(guān)鍵問題光的偏振狀態(tài)及

2、描述偏振片的作用1/4 和1/2 波片的作用兩個1/4 波片的疊加EExExEyEyE橢圓偏振光橢圓偏振光圓偏振光圓偏振光線偏振光線偏振光E部分偏振光部分偏振光E 自然光自然光E五種的偏振態(tài)偏振光的數(shù)學描述：)cos(cos21taEtaEyx)cos2arctan(tan211)2sin(sin112222ab12arctanaaxya1a2ab223012 a22 a2443454749 取不同值時的偏振情況取不同值時的偏振情況實際器件之一偏振片（消光比）： 起偏與檢偏 實際器件之二相位延遲器（波片）：快軸、慢軸、 相延；全波片、半波片、1/4波片線偏振光透光軸透光軸( y)消光軸消光軸(

3、x)馬呂斯公式馬呂斯公式偏振片透光軸( y)與消光軸(x)透射率分別為T1和T2當光的振動方向和透射軸成角時，線偏振光透過率， T =(T1T2)cos2 + T2在實驗中用兩個相同的偏振片來測量消光比 e = T2/ T1 =Imin/(2 Imax)圓偏振光的產(chǎn)生：1/4 波片的作用1/4 1/4 波片有互相垂直的快軸和慢軸，沿慢軸波片有互相垂直的快軸和慢軸，沿慢軸偏振的光比沿快軸偏振的光程延遲偏振的光比沿快軸偏振的光程延遲1/4 1/4 波長，波長，或相位延遲或相位延遲 /2 /2 。通過波片后重新合成的光，偏振狀態(tài)將改變。通過波片后重新合成的光，偏振狀態(tài)將改變。線偏振光如偏振方向不與光

4、軸一致，將變?yōu)榫€偏振光如偏振方向不與光軸一致，將變?yōu)闄E圓偏振光。橢圓偏振光。橢圓偏振光的產(chǎn)生橢圓偏振光的產(chǎn)生nBarctannBarctan4/當當 時，時， 形成圓偏振形成圓偏振偏振光通過偏振光通過 1/4 1/4 波片后偏振態(tài)的變化波片后偏振態(tài)的變化 入射光入射光1/4 1/4 波片快軸方位波片快軸方位出射光出射光線偏振光線偏振光與入射光振動方向平行或垂直與入射光振動方向平行或垂直線偏振光線偏振光與入射光振動方向成與入射光振動方向成4545（135135）圓偏振光圓偏振光其它方位其它方位橢圓偏振光橢圓偏振光橢圓偏振光橢圓偏振光 快（慢）軸方向與橢圓快（慢）軸方向與橢圓長軸取向相同長軸取向相

5、同線偏振光線偏振光其它方位其它方位橢圓偏振光橢圓偏振光圓偏振光圓偏振光任意方位任意方位線偏振光線偏振光1/2 波片的作用1/2 1/2 波片有互相垂直的快軸和慢軸，波片有互相垂直的快軸和慢軸， 沿慢軸偏振沿慢軸偏振的光比沿快軸偏振的光程延遲的光比沿快軸偏振的光程延遲1/2 1/2 波長，波長， 或相位或相位延遲延遲 。通過波片后，通過波片后， 重新合成的光，重新合成的光， 線偏振光改變偏線偏振光改變偏振方向，振方向， 圓偏振光改變旋轉(zhuǎn)方向。圓偏振光改變旋轉(zhuǎn)方向。但沿快軸或慢但沿快軸或慢軸入射的線偏振光通過波片后偏振狀態(tài)不變軸入射的線偏振光通過波片后偏振狀態(tài)不變。兩個1/4 波片的疊加快軸（及慢

6、軸）重合，快軸（及慢軸）重合， 成為成為1/2 1/2 波片波片快軸（及慢軸）正交，快軸（及慢軸）正交， 成為全波片成為全波片快軸（及慢軸）成角度 l線偏振光平行于第一片快軸， 經(jīng)第二片后， 變成橢圓偏振， 其長軸沿第二片之快軸或慢軸（取決于 角）；l線偏振光平行于第一片慢軸， 經(jīng)第二片后， 變成橢圓偏振， 其長軸沿第二片之快軸或慢軸（取決于 角）；l其它光線， 可分解為以上兩種線偏振疊加， 最終結(jié)果為兩個橢圓偏振之和。 任務、步驟詳見講義要求，完成實驗步驟412，選做講義中任務13課后數(shù)據(jù)處理除完成數(shù)據(jù)表格的內(nèi)容外，任務7需要畫比較圖給出結(jié)論，任務9、11、12要求有總結(jié)性的分析或結(jié)論。注意事項和常見問題l實驗用的光源是偏振光！l步驟6中，R1可以是300或400以提高測量靈敏度，在消光的狀態(tài)下，毫伏表的讀數(shù)有可能是負值l步驟7中，Imin=Im（夾角=90度時）l步驟7中，Im/Imax 與cos2 畫在同一個坐標系下l步驟8中，C0的值是從最