實(shí)驗(yàn)報(bào)告--偏振光學(xué)實(shí)驗(yàn)

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1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：*****班級(jí)：*****學(xué)號(hào)：*****實(shí)驗(yàn)成績(jī)：同組姓名：****實(shí)驗(yàn)日期：*****指導(dǎo)教師：批閱日期：偏振光學(xué)實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．觀察光的偏振現(xiàn)象，驗(yàn)證馬呂斯定律；2．了解1/2波片、1/4波片的作用；3．掌握橢圓偏振光、圓偏振光的產(chǎn)生與檢測(cè)?！緦?shí)驗(yàn)原理】1．光的偏振性光是一種電磁波，由于電磁波對(duì)物質(zhì)的作用主要是電場(chǎng)，故在光學(xué)中把電場(chǎng)強(qiáng)度E稱為光矢量。在垂直于光波傳播方向的平面內(nèi)，光矢量可能有不同的振動(dòng)方向，通常把光矢量保持一定振動(dòng)方向上的狀態(tài)稱為偏振態(tài)。如果光在傳播過(guò)程中，若光矢量保持在固定平面上振動(dòng)，這種

2、振動(dòng)狀態(tài)稱為平面振動(dòng)態(tài)，此平面就稱為振動(dòng)面（見(jiàn)圖１）。此時(shí)光矢量在垂直與傳播方向平面上的投影為一條直線，故又稱為線偏振態(tài)。若光矢量繞著傳播方向旋轉(zhuǎn)，其端點(diǎn)描繪的軌道為一個(gè)圓，這種偏振態(tài)稱為圓偏振態(tài)。如光矢量端點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的軌跡為一橢圓，就成為橢圓偏振態(tài)（見(jiàn)圖2）。2．偏振片雖然普通光源發(fā)出自然光，但在自然界中存在著各種偏振光，目前廣泛使用的偏振光的器件是人造偏振片，它利用二向色性獲得偏振光（有些各向同性介質(zhì)，在某種作用下會(huì)呈現(xiàn)各向異性，能強(qiáng)烈吸收入射光矢量在某方向上的分量，而通過(guò)其垂直分量，從而使入射的自然光變?yōu)槠窆?，介質(zhì)的這種性質(zhì)稱

3、為二向色性。）。偏振器件即可以用來(lái)使自然光變?yōu)槠矫嫫窆狻鹌?，也可以用?lái)鑒別線偏振光、自然光和部分偏振光——檢偏。用作起偏的偏振片叫做起偏器，用作檢偏的偏振器件叫做檢偏器。實(shí)際上，起偏器和檢偏器是通用的。3．馬呂斯定律設(shè)兩偏振片的透振方向之間的夾角為α，透過(guò)起偏器的線偏振光振幅為A0，則透過(guò)檢偏器的線偏振光的強(qiáng)度為I式中I0為進(jìn)入檢偏器前（偏振片無(wú)吸收時(shí)）線偏振光的強(qiáng)度。4．橢圓偏振光、圓偏振光的產(chǎn)生；1/2波片和1/4波片的作用當(dāng)線偏振光垂直射入一塊表面平行于光軸的晶片時(shí)，若其振動(dòng)面與晶片的光軸成α角，該線偏振光將分為e光、

4、o光兩部分，它們的傳播方向一致，但振動(dòng)方向平行于光軸的e光與振動(dòng)方向垂直于光軸的o光在晶體中傳播速度不同，因而產(chǎn)生的光程差為位相差為式中ne為e光的主折射率，no為o光的主折射率（正晶體中，δ＞0，在負(fù)晶體中δ＜0）。d為晶體的厚度，如圖4所示。當(dāng)光剛剛穿過(guò)晶體時(shí)，此兩光的振動(dòng)可分別表示如下：式中軌跡方程原理圖全波片1/2波片1/4波片【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算】說(shuō)明：以下的所有測(cè)量數(shù)據(jù)中，電流的單位為，角度的單位為角度。1．驗(yàn)證馬呂斯定律角度0612182430364210.9890740.9567730.9045090.83

5、45660.750.6545090.552265電流0.2090.2060.2010.1900.1750.1570.1370.115角度48546066727884900.4477360.3454920.2500010.1654350.0954920.0432280.0109260電流0.0940.0710.0520.0340.0180.0070.0000.000角度961021081141201261321380.0109260.0432270.0954910.1654330.2499980.345490.4477340.552

6、262電流0.0000.0070.0180.0330.0490.0690.0920.113角度1441501561621681741800.6545060.7499980.8345640.9045070.9567720.9890731電流0.1370.1560.1760.1910.2020.2090.209作的函數(shù)圖像：Origin的數(shù)據(jù)分析：LinearRegressionthroughoriginforDATA2_B:Y=B*XParameterValueError-------------------------------

7、-----------------------------A0--B0.209284.62343E-4------------------------------------------------------------RSDNP------------------------------------------------------------0.999910.0016231<0.0001------------------------------------------------------------從以上的分析可知，

8、電流大小I關(guān)于兩偏振片的夾角余弦的平方的數(shù)據(jù)點(diǎn)的直線擬合的相關(guān)系數(shù)r=0.99191，可知實(shí)際測(cè)得的數(shù)據(jù)點(diǎn)與理論值匹配。1．線偏振光通過(guò)1/2波片時(shí)的現(xiàn)象和1/2波片的作用1/2波片轉(zhuǎn)過(guò)角度初始102030405060708090檢偏器A轉(zhuǎn)過(guò)角度0