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光的偏振实验.ppt

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光的偏振实验.ppt

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光的偏振实验.ppt

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文档介绍

文档介绍:关于光的偏振实验
第一页,讲稿共二十二页哦
一、实验目的
、椭圆偏振光(包括圆偏振光)的获取方法;

、椭圆偏振光(包括圆偏振光)等的实验过程;

第一页,讲稿共二十二页哦
一、实验目的
、椭圆偏振光(包括圆偏振光)的获取方法;

、椭圆偏振光(包括圆偏振光)等的实验过程;

第二页,讲稿共二十二页哦
二、实验仪器
激光器
起偏器
检偏器
1/4波片
硅光电池
第三页,讲稿共二十二页哦
三、实验原理
偏振光和自然光
椭圆偏振光
波片
第四页,讲稿共二十二页哦
对于自然光,各方向的强度相等,Imax=Imin,P=0;对于完全偏振光,IP=I总,P=1;其他情形下的P值都比1小。偏振度的数值愈接近1,光束的偏振化程度就愈高。
第五页,讲稿共二十二页哦

在直角坐标系中,将椭圆偏振光的光矢量端点的轨迹用方程表示,则为:
式中,Ex和Ey分别为光矢量E在x和y方向的分量
Ex=a1cosωt
Ey=a2cos(ωt+δ)
第六页,讲稿共二十二页哦
这椭圆内接于一长方形,长方形各边与坐标轴平行,边长为2a1和2a2。可以证明,椭圆的长轴和x轴的夹角由下式决定tan2  =2a1a2cosδ/(a21-a22)
式中,δ是振动方向平行于y轴的分量与振动方向平行于x轴的分量的位相差。
第七页,讲稿共二十二页哦
可见椭圆的形状由相差δ和振幅比a2/a1决定。在两种特殊情况下,电矢量的运动沿直线进行,因而光波为线偏振光。这两种特殊的情况是:
(1)δ=0或±2π的整数倍,这时方程式化为
表示电矢量的运动沿着一条经过坐标原点而斜率为 a2/a1的直线进行;
(2)δ=±π的奇数倍,这时方程式化为
表示电矢量的运动沿着一条经过坐标原点而斜率为 -a2/a1的直线进行
第八页,讲稿共二十二页哦
还必须指出,当δ=±π/2和它们的奇数倍时,方程式化为:
这是一个标准的椭圆方程,表示一个长短轴a1,a2与坐标轴 x, y 重合的椭圆。若在这种情况下同时有a1=a2=a,则由上式得到 Ex2+Ey2=a2 表示电矢量末端的运动描成一个圆,即为圆偏振光。
第九页,讲稿共二十二页哦
第十页,讲稿共二十二页哦

设晶片厚度为d,在晶片中o光的光程是nod,e光的光程是ned,两者的光程差是:
Δ=|no-ne|d
位相差是:
δ=2πλ|no-ne|d
这种能使光矢量互相垂直的两束线偏振光产生相移的晶片叫做波片或移相片。
第十一页,讲稿共二十二页哦
(1)1/4波片
如果波片产生的光程差
Δ=|no-ne|d=(m+1/4)λ
式中m为整数。这样的波片叫做1/4波片。当入射的线偏振光的光矢量与波片的快轴成±45°角时,通过1/4波片后得到圆偏振光,否则将有可能得到椭圆偏振光或线偏振光(当与快轴或慢轴相一致时)。
第十二页,讲稿共二十二页哦
(2)1/2波片
如果波片产生的光程差
Δ=(m+1/2)λ
式中m为整数。这样的波片叫半波片或1/2波片。圆偏振光通过半波片后仍为圆偏振光,但旋向改变;线偏振光通过半波片后自然是线偏振光,但光矢量的方向改变。设入射的线偏振光的光矢量与波片的快轴(或慢轴)的夹角为α,通过晶片后光矢量向着快轴方向转了2α角。
第十三页,讲稿共二十二页哦
第十四页,讲稿共二十二页哦
四、实验内容
本实验是由计算机控制和采集数据的。其目的是使大家对计算机控制物理实验的过程有个基本的了解,因为这种技术已在科学研究与生产实际中应用得很普遍了。
第十五页,讲稿共二十二页哦

验证马吕斯定律实验装置图
首先放置好半导体激光器和光电池盒,调节等高共轴。
第十六页,讲稿共二十二页哦
(1)在激光器后放入起偏器(手动),点击菜单上的启动图标,随即在工作区中开始绘出一条曲线。由于半导体激光器输出的激光是偏振的,所以改变起偏器的通光方向,就会使光强变化。转动起偏器,调节曲线的高度,至曲线较高,但不到1,不能使之饱和。
第十七页,讲稿共二十二页哦