大物實(shí)驗(yàn)報(bào)告原始文件偏振光研究

1、偏振光的研究 5/5偏振光的研究實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果啟動微機(jī)上的偏振光實(shí)驗(yàn)軟件時(shí)，一定要打開放置在實(shí)驗(yàn)臺上的電控單元的電源開關(guān)，這樣軟件才能實(shí)時(shí)顯示光電接收器的信號。在屏幕的最下方顯示有當(dāng)前角度和光強(qiáng)值。1、安裝與調(diào)試根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟按圖2的次序依次放好各光學(xué)元件同時(shí)檢查：激光器透鏡激光器透鏡起偏器波片檢偏器光電接收器電控箱計(jì)算機(jī)a激光源發(fā)出的光束平行于光學(xué)平臺，保證其中心高度在200mm左右。b光束是否通過放入光路中的部件(如：格蘭棱鏡、接收器等)的中心。應(yīng)保證信號光垂直入射到接收器上。c檢查完成后，用光屏觀察輸出，基本正常后，啟動軟件，記錄偏振片旋轉(zhuǎn)時(shí)接收器所采集的信號。 d. 調(diào)整光束是否對準(zhǔn)接收

2、器的靶面，可將接收器前的毛玻璃蓋擰下，使光束對準(zhǔn)靶心。f注意!電箱有很多聯(lián)線插頭必須先關(guān)掉電箱開關(guān)再接線或拔線。2、測量（1）起偏 在光路上安置透鏡、起偏器和光電接收器，打開激光器，使起偏器垂直于光束的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(選擇1號電機(jī)，按采集鍵)，則可在屏幕上觀察透過光強(qiáng)的變化，根據(jù)這些現(xiàn)象，能否判定激光束是否是偏振光? 要求顯示的曲線為正弦形（偏振片轉(zhuǎn)360o），光滑、等高。若曲線噪聲大可檢查信號光束是否進(jìn)入接收器靶面中心；當(dāng)曲線的二極大值不相等時(shí)，微微轉(zhuǎn)動格蘭棱鏡的支架，改變?nèi)肷涔獾娜肷浣?，即可獲得滿意的效果。由圖象可得顯示的曲線為正弦形（偏振片轉(zhuǎn)360o），光滑，曲線的二極大值大致相等，某一方向

3、振動占優(yōu)勢的光叫部分偏振光，由圖可知，隨著檢偏器的轉(zhuǎn)動，光強(qiáng)發(fā)生變化，則可判斷此光為偏振光。（2）消光，要求記錄該位置時(shí)的角度和光強(qiáng)值在光路上添加檢偏器，使起偏器固定（不再轉(zhuǎn)動1號電機(jī)），在垂直于光束的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)檢偏器(開啟2號電機(jī))，觀察圖象。是否能找到一個(gè)位置使光完全消失?實(shí)驗(yàn)所得圖象如下圖所示，經(jīng)定位讀取數(shù)據(jù)得到，光強(qiáng)最弱時(shí)達(dá)到0.0052，可認(rèn)為達(dá)到消光狀態(tài)，此時(shí)角度值為51.50，利用角度檢索功能使2號機(jī)轉(zhuǎn)到該角度值，此為消光位。將2號機(jī)角度固定后，使兩個(gè)電機(jī)均空轉(zhuǎn)，得到以下圖象：可見光強(qiáng)始終保持在0.0052，即達(dá)到消光位，此時(shí)兩偏振器之間的透振軸相垂直。（3）圓偏振光和橢圓偏振光

4、的產(chǎn)生a.完成實(shí)驗(yàn)2后，使起偏器和檢偏器處在消光位置，然后插入一片14波長片(注意使光線盡量穿過元件中心)b.以光線為軸先轉(zhuǎn)動l/4波片消光（以軟件顯示的光強(qiáng)值為依據(jù)，要求消光時(shí)的光強(qiáng)為最小，記錄該最小光強(qiáng)值），找到其消光位置。經(jīng)電腦程序顯示，當(dāng)波片所指角度為331時(shí)，光強(qiáng)最小，為0.0051。c.再將l4波片從消光位置分別轉(zhuǎn)過30o、45o、60o、75o、90o，每次都將檢偏器（2號電機(jī)）轉(zhuǎn)360o。分別在直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)（、）中觀察所繪制的圖形并做出相關(guān)分析。中要求輸入波片轉(zhuǎn)過的角度，因?yàn)閷?shí)際操作的誤差，輸入的角度值可以在理論值的范圍內(nèi)調(diào)整，以期獲得一個(gè)完美的橢圓。30直角坐標(biāo)極坐標(biāo)分析

5、：由網(wǎng)上課件可知圖象不為一個(gè)橢圓，是因?yàn)闄E圓曲線的極角并不一定等于轉(zhuǎn)角。事實(shí)上極角與的關(guān)系如下 0/2- /2-3/2- 3/2-2由此修正后可得理論的圖象，即中的轉(zhuǎn)角30度時(shí)的圖象，圖象近似可視為一個(gè)橢圓。則此時(shí)通過四分之一波長玻片的光為橢圓偏振光。45直角坐標(biāo)極坐標(biāo)分析：此時(shí)圖形近似可看為一個(gè)圓，在玻片旋轉(zhuǎn)45度后，光強(qiáng)可認(rèn)為不隨檢偏器的旋轉(zhuǎn)而變化，則此時(shí)透過四分之一波長玻片的光可認(rèn)為是圓偏振光。60直角坐標(biāo)極坐標(biāo)分析：輸入的角度值并不是60度，而是根據(jù)其圖形進(jìn)行了一定的調(diào)整，調(diào)整范圍在5度之內(nèi)，得到上述近似橢圓的圖形，可知此時(shí)通過波片的為橢圓偏振光。75直角坐標(biāo)極坐標(biāo)分析：輸入的角度經(jīng)過一定調(diào)整之后，可近似地看作是橢圓，此時(shí)透過四分之一波長玻片的光是橢圓偏振光。90直角坐標(biāo)極坐標(biāo)分析：由圖象可知，在檢偏器旋轉(zhuǎn)的角度中有一個(gè)小范圍內(nèi)光強(qiáng)為0。圖形在特定角度時(shí)會出現(xiàn)階躍。同時(shí)此圖象與75度時(shí)相似，也出現(xiàn)了對稱軸的問題。但仍可認(rèn)為此時(shí)透過四分之一波長玻片的光是橢圓偏振光。五、誤差分析綜合上述幾種情況可知，圖象基本不為規(guī)則圓滑的曲線，有的對稱軸也存在問題。對于此類圖形就不能直接判斷光線為何種偏振光。出現(xiàn)這些情況可能是由于1、在最初界定曲線的二極大值時(shí)，存在一定的誤差，并未絕對相等。2、光線可能并未全部完全通過各透鏡的中心。