光的偏振态仿真.doc

《光的偏振态仿真.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、光学仿真课程设计报告学院名称：电子工程学院专业名称：电子科学与技术指导教师：刘娟学生姓名：xx班级：科技1001学号：051020xx（xx）时间：2012年11月19日——2012年11月30日课程设计名称：光波偏振态的仿真一、课程设计目的：通过对两相互垂直偏振态的合成1．掌握圆偏振、椭圆偏振及线偏振的概念及基本特性；2．掌握偏振态的分析方法。二、任务与要求：对两相互垂直偏振态的合成进行计算，绘出电场的轨迹。要求计算在j=0、j=p/4、j=p/2、j=3p/4、j=p、j=5p/4、j=3p/2、j=7p/4时，在Ex=

2、Ey及Ex=2Ey情况下的偏振态曲线并总结规律。三、课程设计原理1）光波的偏振态根据空间任一点光电场E的矢量末端在不同时刻的轨迹不同，其偏振态可分为：（1）线偏振；（2）圆偏振；（3）椭圆偏振设光波沿z方向传播，电场矢量为为表征该光波的偏振特性，可将其表示为沿x、y方向振动的两个独立分量的线性组合，即其中上二式中的变量t消去，经过运算可得式中，这个二元二次方程在一般情况下表示的几何图形是椭圆，如图所示。相位差和振幅比Ey／Ex的不同，决定了椭圆形状和空间取向的不同，从而也就决定了光的不同偏振态。（1）线偏振光当Ex、Ey二分

3、量的相位差时，椭圆退化为一条直线，称为线偏振光。此时有（2）圆偏振光当Ex、Ey的振幅相等()，相位差时，椭圆方程退化为圆方程该光称为圆偏振光。用复数形式表示时，有（3）椭圆偏振光在一般情况下，光矢量在垂直传播方向的平面内大小和方向都在改变，它的末端轨迹是由（l04）式决定的椭圆，故称为椭圆偏振光。三、课程设计步骤（流程图）五．仿真结果分析仿真截图:三维仿真截图：对于仿真出的图像分析可知对于线偏振光当m为零或偶数时，光振动方向在I、Ⅲ象限内；当m为奇数时，光振动方向在Ⅱ、Ⅳ象限内。对于圆偏振光正负号分别对应右旋和左旋圆偏振光

4、。所谓右旋或左旋，与观察的方向有关，通常规定逆着光传播的方向着，E顺时针方向旋转时，称为右旋圆偏振光，反之，称为左旋圆偏振光。对于椭圆偏振光，椭圆的长、短半轴和取向与二分量Ex、Ey的振幅和相位差有关。其旋向取决于相位差：当时，为右旋椭圆偏振光；当时，为左旋椭圆偏振光。对于三维图的成像，主要是将图像的沿z轴对xoy平面投影来判断其为何偏振态。三、仿真小结在学习了偏振态的基本概念后，我们对本次实验的实验原理有了一个清晰的概念，通过设计程序，仿真结果，体会了线偏振光，圆偏振光，椭圆偏振光的不同和形成条件，对与其相关的概念也有了比

5、以往更深层的认识。对光波偏振态有了进一步的的了解与认识，基本熟悉了matlab的编程语法及作图操作，通过实际应用对光波偏振态有了更深一步的了解和认识，我掌握圆偏振、椭圆偏振及线偏振的概念及基本特性，以及偏振态的分析方法。六、程序c=3*10^8;l=632.8*10^(-9);f=c/l;T=1/f;w=2*pi*f;k=w/c;form=0:1:7a=0;b=m*pi/4;Eox=10;Eoy=10;t=0;z=0:T*c/100:5*T*c;Ex=Eox*cos(w*t-k*z+a);Ey=Eoy*cos(w*t-k*z

6、+b);subplot(2,4,m+1);plot3(z,Ex,Ey);end