清华大学偏振光学实验完整实验报告

《清华大学偏振光学实验完整实验报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、偏振光学实验完整实验报告工物53李哲201501178316号1•实验目的：(1理解偏振光的基本概念，在概念以及原理上了解线偏振光,偏振光以及椭圆偏振光，并了解偏振光的起偏与检偏方法。以及线偏振光具有的一些性质。(2)学习偏振片与玻片的工作原理。2•实验原理：(1)光波偏振态的描述：・单色偏振光可以分解成两个偏振方向垂直的线偏振光的叠加：Ex=a}cosst与已丫=a{cos(c/+〃)(其中〃是两个偏振方向分量的相位延迟，缶心为两个光的振幅)，由其中的4卫2，力就可以确定这个线偏振光的性质。71偏振光(就是光矢■的顶点绕6=兀或/=0就为线偏振光，

2、4=。2，/=于为其中点做圆周运动,依然是偏振光)，而一般情况下是椭圆偏振光。・上述式子通常描述的是椭圆偏振光，而本实验通过测量椭圆的长轴方位角屮以及椭圆的短半轴与长半轴的比值对于椭圆偏振光进行描述。其计算式是:屮=—arctan(tan2〃・cos》)丄=2"1+J1-(sin§•sin20)，而对于实验中的椭圆偏振光而言，其光强在短轴对应的方向最小，在长轴的对应方向最大，所以可以通过使这个椭圆偏振光通过一个偏振片，并调整偏振片的透射轴方位，测量其最大最小值，就可以知道其长轴短轴的比值。又由于光强与振幅的平方成正比，所以测得的光强的比值是长轴短轴之

3、比的平方。(2)偏振片：・理想偏振片：只有电矢量振动方向与透射轴平行方向的光波分量才能通过偏振片。・实验中的偏振片不是理想化的，并不能达到上述的效果，当入射光波的振动方向与透射轴平行时，其透射率不能达到1,当垂直于透射轴时，其透射率不是0o所以对于偏振片有主透射率以及消光比两个量进行描述。・主透射率7；指沿透射轴或消光轴方向振动光的光强透射率。两者的比值是椭圆偏振光，并了解偏振光的起偏与检偏方法。以及线偏振光具有的一些性质。(2)学习偏振片与玻片的工作原理。2•实验原理：(1)光波偏振态的描述：・单色偏振光可以分解成两个偏振方向垂直的线偏振光的叠加：

4、Ex=a}cosst与已丫=a{cos(c/+〃)(其中〃是两个偏振方向分量的相位延迟，缶心为两个光的振幅)，由其中的4卫2，力就可以确定这个线偏振光的性质。71偏振光(就是光矢■的顶点绕6=兀或/=0就为线偏振光，4=。2，/=于为其中点做圆周运动,依然是偏振光)，而一般情况下是椭圆偏振光。・上述式子通常描述的是椭圆偏振光，而本实验通过测量椭圆的长轴方位角屮以及椭圆的短半轴与长半轴的比值对于椭圆偏振光进行描述。其计算式是:屮=—arctan(tan2〃・cos》)丄=2"1+J1-(sin§•sin20)，而对于实验中的椭圆偏振光而言，其光强在短轴

5、对应的方向最小，在长轴的对应方向最大，所以可以通过使这个椭圆偏振光通过一个偏振片，并调整偏振片的透射轴方位，测量其最大最小值，就可以知道其长轴短轴的比值。又由于光强与振幅的平方成正比，所以测得的光强的比值是长轴短轴之比的平方。(2)偏振片：・理想偏振片：只有电矢量振动方向与透射轴平行方向的光波分量才能通过偏振片。・实验中的偏振片不是理想化的，并不能达到上述的效果，当入射光波的振动方向与透射轴平行时，其透射率不能达到1,当垂直于透射轴时，其透射率不是0o所以对于偏振片有主透射率以及消光比两个量进行描述。・主透射率7；指沿透射轴或消光轴方向振动光的光强透

6、射率。两者的比值是消光比幺。・对于起偏器而言，其并不是理想的偏振片，但是其消光比是在lo^-io-5的量级，所以透过起偏器的光依然可以视为线偏振光。•计算消光比需要用到马吕斯定律：％=（7]—7；）cos2&+7；而完全非偏振光经过两个透射轴成&角且主透射率相同的偏振器后，总透射率：+7^2）cos2&+7］錢sin20实验中只需要测定两个偏振片透射轴相互垂直以及平行时的总透射率的比值（此时光强的值为最小值和最大值）因为光强是保持不变的所以总光强当做分母消掉了，就会有上式，也说明实验中提前预热对于实验的准确性非常重要（3）延迟器以及玻片:延迟器：材

7、料是线性双折射材料，具有两个相互垂直的特定方向，慢轴以及快轴。当光波在延迟器中传播的时候，振动方向沿着这两个轴的偏振分量由于线性双折射材料的性质，所以会有不同的折射率，因此振动方向相互垂直的这两个分量的光具有不同的传播速度，当通过一定厚度的这样的延迟器时，会产生一定的光程差：△厶=@,-与0,因此两个轴的分量将会产生相位延迟&。其计算co（ns-nf）d值：6=:—・振动方向平行于快轴或者慢轴方向的偏振光经过延迟器后，其振动状态不变。利用这个原理可以定出延迟器的快轴或者慢轴的方向。将延迟器放在两个正交的偏振器之间，旋转延迟器，消光，则可以知道延迟器的

8、一个轴平行于偏振片的一个轴。・其延迟相位的测量方法：入射一束方位角为P的线偏振光，经过玻片后，可以通过测得光