实验报告 偏振光学实验.doc

文档介绍：实验报告
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偏振光学实验
【实验目的】
,验证马吕斯定律;
/ 2 波片、1 / 4 波片的作用;
、圆偏振光的产生与检测。
【实验原理】

光是一种电磁波,由于电磁波对物质的作用主要是电场,故在光学中把电场强度E 称为光矢量。在垂直于光波传播方向的平面内,光矢量可能有不同的振动方向,通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。如果光在传播过程中,若光矢量保持在固定平面上振动,这种振动状态称为平面振动态,此平面就称为振动面(见图1)。此时光矢量在垂直与传播方向平面上的投影为一条直线,故又称为线偏振态。若光矢量绕着传播方向旋转,其端点描绘的轨道为一个圆,这种偏振态称为圆偏振态。如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆,就成为椭圆偏振态(见图2)。

虽然普通光源发出自然光,但在自然界中存在着各种偏振光,目前广泛使用的偏振光的器件是人造偏振片,它利用二向色性获得偏振光(有些各向同性介质,在某种作用下会呈现各向异性,能强烈吸收入射光矢量在某方向上的分量,而通过其垂直分量,从而使入射的自然光变为偏振光,介质的这种性质称为二向色性。)。
偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光——起偏,也可以用来鉴别线偏振光、自然光和部分偏振光——检偏。用作起偏的偏振片叫做起偏器,用作检偏的偏振器件叫做检偏器。实际上,起偏器和检偏器是通用的。

设两偏振片的透振方向之间的夹角为α,透过起偏器的线偏振光振幅为A0,则透过检偏器
的线偏振光的强度为I
式中I0 为进入检偏器前(偏振片无吸收时)线偏振光的强度。
、圆偏振光的产生;1/2 波片和1/4 波片的作用
当线偏振光垂直射入一块表面平行于光轴的晶片时,若其振动面与晶片的光轴成α角,该线偏振光将分为e 光、o 光两部分,它们的传播方向一致,但振动方向平行于光轴的e 光与振动方向垂直于光轴的o 光在晶体中传播速度不同,因而产生的光程差为

位相差为

式中ne 为e 光的主折射率,no 为o 光的主折射率(正晶体中,δ>0,在负晶体中δ<0)。d 为晶体的厚度,如图4 所示。当光刚刚穿过晶体时,此两光的振动可分别表示如下:
式中
轨迹方程
原理图
全波片 1/2 波片 1/4 波片
【实验数据记录、实验结果计算】
说明:以下的所有测量数据中,电流的单位为,角度的单位为角度。
验证马吕斯定律
角度
0
6
12
18
24
30
36
42
1







电流








角度
48
54
60
66
72
78
84
90







0
电流