偏振光学实验孔

偏振光学实验【实验目的】1． 理解偏振光的基本概念，偏振光的起偏与检偏方法；2． 学习偏振片与波片的工作原理与使用方法【实验原理】1．光波偏振态的描述一个单色偏振光可以分解为两个偏振方向互相垂直的线偏振光的叠加，即 ①式中为方向偏振重量相对于方向偏振重量的位相延迟量，分别是两偏振重量的振幅，为光波的圆频率。对 于 单 色 光 ， 参 数、就 完 全 确 定 了 光 波 的 偏 振 状 态 。 以 下 讨 论 中 取。当时 ， 式 （ 1 ） 描 述 的 是 一 个 线 偏 振 光 ， 偏 振 方 向 与 x 轴 的 夹 角称为线偏振光的方位角（如图 1 所示）。当且时，式（1）描述的是一个圆偏振光，其特点是电矢量以角速度旋转，电矢量的端点的轨迹为一圆。的正负决定了电矢量的旋向，时为右旋偏振光，时为左旋偏振光（迎着光的方向观察，如图 2 所示）。除了上述特别情况，式（1）表示的是椭圆偏振光。（如图 3）图 1：线偏振光图 2：圆偏振光图 3：椭圆偏振光偏振的一个重要应用是讨论光波通过某个光学系统后偏振状态的变化来了解此系统的一些性质。2．偏振片偏振片主要有主透射率和消光比两个主要性能指标。记沿透射轴方向振动的光波的光强透射率和沿消光轴方向振动的光波的光强透射率分别为，二者之比为消光比 e。 ②振动方向和透射轴方向成角的线偏振光经过偏振片后透射率为 ③（即马吕斯定律）实验中利用两个主透射率相同的偏振片来测量消光比 e。实验中所用偏振片的消光比在量级。因此光波通过偏振片后仍可近似看成是偏振光。通常把产生线偏振光的偏振片叫起偏器，用以分析光的偏振器叫检偏器。当检偏器和起偏器透射轴平行时，透射光强最大。二者垂直时，会产生消光现象。用这种方法就可以进行线偏振光的检测。在本实验中用检偏器和光强探测器来分析。用光强探测器示值可确定出椭圆长轴方位角和光强的极值比。3. 延迟器和波片 常用的延迟器是由双折射材料制成的光学元件。他有两个互相垂直的特定方向，快轴和慢轴。光线传播时，沿两个轴的偏振重量有不同的传播速度，既有不同的折射率。这样，慢轴重量相对于快轴重量将会产生位相延迟。设位相延迟器厚度为 d，快，慢轴方向振动的线偏振光折射率分别为，则式中和分别为真空中的光速和波长，为光波源频率。线偏振光经过相延后偏振态发生变化。波片是一种特别的位相延迟器。实验中需要注意的是，沿快轴或慢轴入射的线偏振光通过波片后...