实验报告--偏振光学实验.doc

文档介绍：实 验 报 告
： ***** 班级： ***** 学号： ***** 实验成绩：
同组：**** 实验日期：***** 指导教师： 批阅日期：
偏振光学实验
【实验目的】
1．观察光的偏振现象，验证马吕斯定律；
2．了解1 / 2 波片、1 / 4 波片的作用；
3．掌握椭圆偏振光、圆偏振光的产生与检测。
【实验原理】
1．光的偏振性
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，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）。
2．偏振片
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***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***。）。
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。
3．马吕斯定律
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。
4．椭圆偏振光、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








角度
96
102
108
114
120
126
132
138








电流








角度
144
150
156
162
168
174
180






1
电流







作的函数图像：
Origin的