實(shí)驗(yàn)題目：偏振光的研究 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、線偏振光的產(chǎn)生與鑒別23*4、定律實(shí)驗(yàn)原l、此關(guān)系稱 特定律

從空氣入射到介質(zhì)，一般起偏角在53至58度之間，根據(jù)特定律，可n。21803

2nn 式中為單色光波長，n0ne0e光的折射率，LExEy，則有：E2X

E yE

2ExEycossin2A e 2k

2k1)

(k12

(4不等于以上各值時(shí)，為橢圓偏振光．(K=0。

2k1)1／4l/4所示，由于0光和e光的振幅是的函數(shù)，振幅A因角的不同而不同=o或

2時(shí)，A。=o或Ae=o=

4時(shí)，A。=Ae，為圓偏振光對(duì)于任意的角，相應(yīng)的光強(qiáng)有：eIA2cos2e20IAsin220

此即為公式，或定律0eIotgI實(shí)驗(yàn)裝置1該偏振光實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由光源、偏振器、信號(hào)和控制器等組成，具體如圖所示，實(shí)驗(yàn)中使用的是單光束的光路，采用梭鏡做偏振器。波片：波片是相位延遲器的一種，是由雙折射材料制成的一種光學(xué)元件，2該系統(tǒng)的是利用偏光器件對(duì)光的偏振性質(zhì)進(jìn)量和鑒別aA／D變換進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處判斷偏振光是否是線偏振光，只要讓偏振光通過一個(gè)偏振器(稱之為檢偏器)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器,改變檢偏器透射軸與線偏振光之間的夾角時(shí)，出射的光強(qiáng)隨之改變根據(jù)偏振器的性質(zhì)可以知道當(dāng)透射軸與線偏振光的振動(dòng)方向平行時(shí)出射的光強(qiáng)最大而垂直于線偏振光的振動(dòng)方向時(shí)出現(xiàn)消光即出射的光強(qiáng)為零如果檢偏器旋轉(zhuǎn)一周光強(qiáng)變化交替出現(xiàn)兩次最亮和兩次零光強(qiáng)即兩明兩黑且符合 定律，II0cs2，(為檢偏器透射軸與偏振光方向間的夾角)，過4片的光是圓偏振光。檢偏器旋轉(zhuǎn)時(shí)，光強(qiáng)沒有變化。產(chǎn)生橢圓偏振光的方法是將一束線偏振光正入射到入／4動(dòng)方向與/4波片慢軸的夾角不等于45o，此時(shí)透過/4波片的光就是橢圓偏實(shí)驗(yàn)中要得到完整的橢圓曲線．需要作一些工作，現(xiàn)如下P1的偏振化方向夾角為3示，其中為實(shí)驗(yàn) P22e設(shè)自然光的振幅為Ao，則經(jīng)起偏器后的線偏振光的振幅為Ao／2，繹2e22

A0sin,A

A0

2EtAsinwtA0sin2 2EtAcoswt2

A0cos

2222

22I

22在極坐標(biāo)系中作出轉(zhuǎn)角與光強(qiáng)平方根的關(guān)系曲線，其理論曲線如圖4所示(6時(shí)情況。星點(diǎn)線為3這在于橢圓曲線的極角并不一定等于轉(zhuǎn)角θ。對(duì)于橢圓曲線xacosybsin，矢

rx2y2acos2bsin2 極角為tgysin

I I由(10)a=b時(shí)(即為圓時(shí))

此，作出橢圓曲線的關(guān)鍵是找出對(duì)應(yīng)的極角．通過比較式(8)和(9)，得tantan/arctantan/tanπ/2-arctantan/tan

(1π/2-α≤θ＜33π/2-II

的理論曲線（圓點(diǎn)線為6時(shí)情況。星點(diǎn)線為3時(shí)情況，圖中進(jìn)行了歸一化處理）可以看出實(shí)驗(yàn)步驟1220mmf．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在光安置透鏡、起偏器和光電，打開激光器，使起偏器垂直于光束的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)(1號(hào)電機(jī)，按鍵))，則可在屏幕上觀察到透過光強(qiáng)的360o1號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)到光強(qiáng)值最大的位置。在光添加檢偏器，使起偏器固定（不再轉(zhuǎn)動(dòng)1號(hào)電機(jī)，在垂直于光束的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)檢偏器(2號(hào)電機(jī))，觀察圖象。是否能找到一個(gè)位置使光完全2?）4波長片(注意使光線盡量穿過元件中心)．以光線為軸先轉(zhuǎn)動(dòng)l/4波片消光（以顯示的光強(qiáng)值為依據(jù)，要求，IIII都將檢偏器（2號(hào)電機(jī)）360o。分別在直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)（

II以在理論值的5數(shù)據(jù)處2360o208.500.2561，然后應(yīng)用角度檢索功1號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)到光強(qiáng)值最大的該位置繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。圖如下：2號(hào)電機(jī)測(cè)得圖像如下：62.50在實(shí)驗(yàn)中不能找到一個(gè)位置使光完全，最小值也為0.0058，但已經(jīng)非3：IIl／430o、45o、60o、75o、90oII30

）45極坐極坐標(biāo)系中6075極坐極坐標(biāo)系中90—30—45—60極坐標(biāo)系中—75極坐標(biāo)系中—90極坐標(biāo)系中實(shí)驗(yàn)分析根據(jù)理論結(jié)果，當(dāng)線偏振光垂直入射到l/4波片時(shí)，且其振動(dòng)方向與波片光軸成角，如1所示0e光的振幅是的函數(shù)，振幅A因角的不同而不同。=o或振光

2時(shí)，A。=o

為其他角度時(shí)為橢圓偏振光在該實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖像中：當(dāng)將一束線偏振光正入射到入／4片上，線偏振光振動(dòng)方向與/4波片慢軸的夾角等于45度或者—45時(shí)，就產(chǎn)生了圓偏振光。而當(dāng)將一束線偏振光正入射到入／4片上，線偏振