SGP-I型偏振光实验系统说明书
光信息专业实验报告:实验十四 偏振测量实验
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光信息专业实验报告:实验十四偏振测量实验一、实验原理1、熟悉偏振光实验系统的使用。
2、验证马吕斯定律。
3、检验λ/2波片的性能。
4、检验λ/4波片的性能并检测椭圆偏振光。
二、实验仪器SGP-1偏振光实验系统(组成包括:一维光学平台、He-Ne激光器、带步进电机控制的偏振片两个、带步进电机控制的λ/4波片、λ/2波片、光功率探测器、小孔准直光阑等)、电子计算机等三、实验装置图图1 SGP-1偏振光实验系统图2 实验装置图四、实验原理1、简介光波是横波,其振动方向和传播方向正交,在垂直于光的传播方向的平面内,电场强度矢量的振动状态称为光的偏振态。
一般偏振态有三类五种:○1完全偏振(线偏振、圆偏振、椭圆偏振);○2非偏振(自然光);○3部分偏振。
线偏振光的光振动只限于某一确定的平面内,从而其光振动矢量在垂直于传播方向的平面内的投影是一条直线。
偏振面相对于传播方向随时间以圆频率ω旋转,其光振动矢量末端的轨迹位于一个椭圆形螺线上,并且在垂直于传播方向的平面上的投影构成一个椭圆,这种偏振光称为椭圆偏振光。
椭圆偏振光可以看成两个振幅不等、振动方向正交的且相位差恒定的两个同频率线偏振光的合成。
偏振片有一个标定的偏振方向,只有平行于该方向的偏振分量才能通过,垂直于该方向的偏振分量则被吸收掉。
利用这样的性质,利用一个检偏器在偏振面内旋转360度,观察光强随角度的变化,可以检验光的偏振性质(如验证马吕斯定律),并且经过一定的角度变化可以验证椭圆偏振光。
2、偏振光的产生和偏振方向分量的提取激光器中,如果在谐振腔内加入一块和光路成一定角度的反射镜,就可以得到一定方向的偏振态的偏振光。
这里是利用光在介质界面处反射时的布儒斯特定律而产生的。
研究光在界面处的反射和折射知道,当反射光和折射光成90°时,反射光中只有垂直入射面的偏振分量,这样就得到了线偏振光。
此时的入射角就叫做布儒斯特角。
图3 布儒斯特角图4 格兰-泰勒棱镜偏振片对偏振方向的选择用格兰-泰勒棱镜来实现。
光学实验指南:线性偏振光的测量与验证说明书
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OpticsPolarisationMalus’ LawVERIFY MALUS’ LAW FOR LINEARLY POLARISED LIGHT.UE404010011/23 UDFig. 1: Measurement set-upGENERAL PRINCIPLESLight, being a transverse wave, can be polarised, for ex-ample by allowing it to pass through a polarising filter. Ina linearly polarised light wave, both the electric field E andmagnetic field B oscillate in distinct planes. The orienta-tion direction of the electric field oscillation is called thepolarisation direction.In this experiment light passes through two filters termed thepolariser and the analyser, which are aligned at an angle ofto one another. The polariser only allows one linearly polar-ised component of the light to pass through it. The electric fieldof this component may be deemed to have an amplitude E0.The amplitude of the component after passing through the an-alyser filter is given by(1)0cosE E. This is a measure of the amount of light which can pass through the analyser (Fig. 3).The intensity of the light corresponds to the square of the electric field strength. The intensity of light beyond the ana-lyser is therefore as follows:(2) 2cosI I ,where I0 is the intensity of light after passing through the po-lariser.Equation (2) is a statement of Malus’ law. This will be verified in the experiment by measuring the light intensity using a light sensor. In this experiment, the intensity of light measured for an angle = 90° should be equal to that of the ambient light. This value should be subtracted from all the other intensity measurements.LIST OF EQUIPMENT1 Optical Precision Bench D, 50 cm U10302 10026304 Optical Rider D, 90/50 U103111 10026351 Optical LED Lamp U21882 10206302 Polarisation Filter on Stem U22017 10086681 Holder for Light Sensor 10222691 Light Sensor, ThreeRanges UCMA-BT50i 10215021 Sensor Cable UCMA-BTsc1 10215141 Data Logger1 SoftwareMore information about digital measurement can be found on the experiment's webpage in the 3B Webshop. SET-UP AND PROCEDURESet up the apparatus for the measurement as shown in Fig. 1.Note:Precise positioning of the two polarisation filters along the opti-cal bench is not critical to the results of this measurement.Connect the light sensor to the data logger using the sen-sor cable and start the software.Set both polarisation filters to 0° with the help of the angle scale and markings on the rotating base.Note:The polarisation filter nearest the optical lamp acts as the po-lariser and the one nearer the light sensor is used as the ana-lyser.Do not change the set-up of the polariser anymore.Adjust the analyser in 10° steps up to and including 360° and, for each of these angle settings, record the light in-tensity point by point (Table 1).SAMPLE MEASUREMENTTab. 1: Measured light intensity I m and light intensity cor-rected for ambient light I at various angles betweenpolariser and analyserEVALUATIONThe specifications of the polarisation filters state that they will block out > 99.9% of light at wavelengths = 450 – 750 nm. This means that, to a good approximation, the light intensity measured at = 90° is equivalent to the ambient light.Subtract the light intensity I m ( = 90°) from each of the light intensity measurements I m in Table 1, i.e. for all angles (Table 1).Plot the light intensity I after correction for ambient light as a function of the angle on a graph (Fig. 4).The shape of the curve matches what would be expected from equation (2).Fig. 4: Light intensity I as a function of the angle betweenthe polariser and the analyserWork out the value of cos2( ) for all angles where 0 ≤ ≤ 90° (Table 2) and copy the corresponding values of light intensity I from Table 1 into Table 2.Tab. 2: L ight intensity I corrected for light intensity and val-ues of cos 2( ) where 0 ≤ ≤ 90°I / lux 0°90°180°270°360°3B Scientific GmbH, Ludwig-Erhard-Straße 20, 20459 Hamburg, Germany, Subject to technical amendmentsPlot the corrected light intensity I against cos² on a graph (Fig. 5).The measurement values lie along a straight line of gradient I 0 through the origin, as expected from equation (2).Fig. 5: Light intensity I as a function of cos²cos2 I / lux 0101234。
偏振光现象的研究实验报告
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偏振光现象的研究实验报告一、实验目的本实验旨在通过观察和分析偏振光现象,深入理解光的偏振性质,掌握偏振片和检偏器的使用方法,并学会分析和解释实验数据。
二、实验原理偏振光是一种特殊的光线,其电矢量或磁矢量在某一固定方向上振动。
自然光在不受外力作用的环境中产生,其光波的振动方向是随机的,既有水平方向的振动,也有垂直方向的振动。
而偏振光则只有在一个特定方向上存在振动。
三、实验步骤1. 准备实验器材:光源、偏振片、检偏器、屏幕、测量尺、坐标纸。
2. 打开光源,使光线通过偏振片,观察光线的变化。
3. 旋转偏振片,观察光强的变化,找到使光强最弱的偏振角度。
4. 将检偏器旋转至与偏振片相同的偏振角度,观察光强的变化。
5. 记录实验数据,绘制光强与偏振角度的关系图。
6. 分析实验结果,得出结论。
四、实验结果与分析1. 实验结果通过实验,我们观察到当自然光通过偏振片后,光线变为偏振光,其电矢量或磁矢量在某一固定方向上振动。
旋转偏振片时,光强会发生变化,当偏振片的偏振方向与检偏器的偏振方向一致时,光强达到最小值。
记录实验数据并绘制了光强与偏振角度的关系图。
2. 结果分析根据实验结果,我们可以得出以下结论:(1)自然光通过偏振片后,变为偏振光,其电矢量或磁矢量在某一固定方向上振动。
这说明偏振片具有使光线偏振的作用。
(2)旋转偏振片时,光强发生变化,当偏振片的偏振方向与检偏器的偏振方向一致时,光强达到最小值。
这说明检偏器具有检测偏振光的作用,当检偏器的偏振方向与偏振光的偏振方向一致时,透射的光强最小。
(3)根据实验数据绘制的光强与偏振角度的关系图可以看出,当偏振片的偏振方向与检偏器的偏振方向一致时,光强最小,此时两者之间的夹角为90度。
这说明检偏器的偏振方向与偏振光的偏振方向垂直时,透射的光强最大。
五、结论总结本实验通过观察和分析偏振光现象,深入理解了光的偏振性质。
实验结果表明,自然光通过偏振片后变为偏振光,其电矢量或磁矢量在某一固定方向上振动;旋转偏振片时,光强发生变化,当偏振片的偏振方向与检偏器的偏振方向一致时,光强达到最小值;根据实验数据绘制的光强与偏振角度的关系图可以看出,当两者之间的夹角为90度时,透射的光强最大。
偏振光实验报告
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偏振光实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实验方法,观察偏振光的特性,了解偏振光的产生和性质,并掌握偏振光的基本原理。
二、实验仪器和材料。
1. 偏振片。
2. 真空光源。
3. 偏振光检测器。
4. 透明介质样品。
5. 旋转台。
6. 透镜。
7. 电源。
三、实验原理。
偏振光是指在某一方向上振动的光波,其振动方向与传播方向成固定夹角。
光波的振动方向可以通过偏振片来选择。
偏振片是一种具有选择性吸收性能的光学元件,可以通过吸收或者透射特定方向的光波来实现偏振光的产生。
四、实验步骤。
1. 将偏振片放置在光源前,观察透过偏振片后的光线;2. 在偏振片后方设置偏振光检测器,记录透过偏振片后的光强;3. 将透明介质样品放置在偏振片和偏振光检测器之间,观察透过样品后的光强变化;4. 通过旋转台旋转偏振片,观察透过偏振片后的光线变化;5. 用透镜将偏振光聚焦到样品上,观察透过样品后的光强变化;6. 改变透明介质样品的厚度,观察透过样品后的光强变化。
五、实验结果与分析。
通过实验观察发现,在偏振片的作用下,光线的偏振方向发生了改变,透过样品后的光强也发生了变化。
当旋转偏振片时,透过偏振片后的光线强度随着偏振片旋转角度的改变而发生周期性变化。
当透明介质样品的厚度改变时,透过样品后的光强也发生了相应的变化。
这些结果表明偏振光的产生和性质与光波的振动方向、介质的性质以及光路长度等因素密切相关。
六、实验结论。
通过本实验,我们深入了解了偏振光的产生和性质,掌握了偏振光的基本原理。
偏振光在光学领域有着重要的应用价值,对于光学仪器的设计和光学材料的研究具有重要意义。
七、实验总结。
本实验通过观察偏振光的特性,深入了解了偏振光的产生和性质,掌握了偏振光的基本原理。
同时,实验过程中我们也学会了灵活运用光学仪器和材料,提高了实验操作能力。
八、参考文献。
1. 朱乐民,光学教程,北京,高等教育出版社,2010年。
2. 王明洋,光学实验指导,北京,科学出版社,2015年。
偏振光实验报告
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偏振光实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对偏振光的实验研究,探究偏振光的特性和规律,加深对光学知识的理解和应用。
二、实验原理。
偏振光是沿着特定方向振动的光波,它的振动方向与传播方向垂直。
偏振光的特性可通过偏振片来研究,偏振片可以选择性地吸收或透过特定方向的光波,从而实现对偏振光的分析和调节。
三、实验材料。
1. 偏振片。
2. 光源。
3. 偏振光检测器。
4. 旋转台。
四、实验步骤。
1. 将光源与偏振片相连,使偏振片产生偏振光。
2. 将偏振光通过旋转台调整偏振光的方向。
3. 使用偏振光检测器检测偏振光的强度和方向。
4. 记录实验数据并进行分析。
五、实验结果与分析。
通过实验我们发现,偏振光的强度和方向与偏振片和旋转台的角度有关。
当偏振片和旋转台的角度发生变化时,偏振光的强度和方向也会发生相应的变化。
这表明偏振片和旋转台可以用来调节和控制偏振光的特性。
六、实验结论。
通过本次实验,我们深入了解了偏振光的特性和规律,以及偏振片和旋转台在调节和控制偏振光中的作用。
偏振光在光学领域具有重要的应用价值,对于光学仪器和光学通信等方面具有重要意义。
七、实验意义。
本实验不仅加深了我们对光学知识的理解,还为今后的光学研究和应用奠定了基础。
同时,通过实验,我们也提高了实验操作和数据分析能力,培养了团队合作和实验报告撰写能力。
八、实验改进。
在今后的实验中,我们可以进一步扩大实验规模,提高实验精度,加深对偏振光的理解和应用。
总之,本次实验对于我们深入理解偏振光的特性和规律,提高实验操作和数据分析能力,以及培养团队合作和实验报告撰写能力具有重要意义。
希望通过本次实验,能够为我们今后的学习和科研工作提供更多的启发和帮助。
【精品】偏振光实验报告
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【精品】偏振光实验报告
实验步骤
1.准备两个偏振片,安装在光源出射端,一个偏振片使光旋转一定角度,另一个偏振片使光沿夹角方向线出射。
2.使用偏射仪把光源出射到一个白色板上,这里有两种光谱,一种是未折射的(未折射的光谱),另一种是折射的(折射的光谱)。
3.通过对偏振片的角度调节,使折射的光谱穿过偏振片后,与未折射的部分相平行,表示该折射光波已经把反射光波和折射光波分离开来(此时样本表面完成偏振)。
4.接着,观察在不同角度下偏振片的亮度,并将偏振度百分比记录在表格中。
实验结果
偏振片角度偏振度百分比
0° 100%
22.5° 96.6%
45° 85.8%
67.5° 60.3%
90° 25.6%
本次实验是偏振光实验,我们使用光源及偏振片来观察偏振光的变化,并可以记录偏振度百分比。
实验中,当角度为0°时偏振度百分比最高,其偏振度百分比为100%,而当角度为90°时,偏振度百分比最低,其偏振度百分比为25.6%。
可以看出,折射偏振光随着折射片角度的变化而发生变化。
大学物理实验讲义实验06光的偏振实验
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实验 07 光的偏振实验光波是特定频率范围内的电磁波。
在自由空间中传播的电磁波是一种横波,光波的偏振特性清楚地显示了光的横波性,是光的电磁理论的一个有力证明。
本实验研究光的一些基本的偏振特性,通过实验深入学习有关光的偏振理论。
【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。
【仪器用具】SGP-2A 型偏振光实验系统【实验原理】1、光波偏振态的描述一般用光波的电矢量(又称光矢量)的振动状态来描述光波的偏振。
按光矢量的振动状态可把光波偏振态大体分成五种:自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。
这里重点讨论偏振光的描述。
一个单色偏振光可分解为两个偏振方向互相垂直的线偏振光的叠加,即E x a1 cos t( 1)E y a2 cos( t)式中为 x 方向偏振分量相对于y 方向偏振分量的位相延迟量,a1、 a2分别是两偏振分量的振幅,为光波的圆频率。
对于单色光,参数 a1、a2、就完全确定了光波的偏振状态。
以下讨论中,取 a1、 a20 ,。
当0,时,式( 1 )描述的是一个线偏振光,偏振方向与 x 轴的夹角a21 所示)。
a rc t an ( c o s ) 称为线偏振光的方位角(如图a1E y E ya2a2a1O Oa1E x E xE y E yO OE x E x/ 2/ 2图 1 线偏振光图 2 圆偏振光E y当/ 2, / 2 且a1a2时,式(1)描述的是一个圆偏振光,其特点是光矢量为角速度旋转,光a2矢量的端点的轨迹为一圆。
的正负决定了光矢量的旋向,/ 2 时为右旋圆偏振光,/ 2 时为左旋圆偏振光(迎着光的方向观察,如图 2 所示)。
a1 E x 除了上述特殊情况,式(1)表示的是椭圆偏振光O(如图 3 所示)。
偏振的一个重要应用是研究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。
图 3椭圆偏振光2、偏振片和马吕斯定律偏振片有一个透射轴(即偏振化方向)和一个与之垂直的消光轴,对于理想的偏振片,只有光矢量振动方向与透射轴方向平行的光波分量才能通过偏振片。
SGQ-1型操作说明 说明书
![SGQ-1型操作说明 说明书](https://img.taocdn.com/s3/m/8b6ae0659b6648d7c1c746be.png)
光纤光栅是近年来问世的一种特殊形式的光纤芯内波导型光栅,它具有极为丰富的频谱特性,在光纤传感、光纤通信等高新技术领域已经展示出极为重要的应用。
特别是在用于光纤传感时,由于其传感机构(光栅)在光纤内部,且它属于波长编码类型,不同于普通光纤传感的强度型,因而具有其他技术无法与之相比的一系列优异特性,如防爆、抗电干扰、抗辐射、抗腐蚀、耐高温、寿命长、可防光强变化对测量结果的影响、体积小、重量轻、灵活方便,特别能在恶劣环境下使用。
光纤光栅传感器可集信息的传感与信息的传输于一体,它极易促成光纤系统的全光纤化、微型化、集成化以及网络化等等,因此光纤光栅传感技术一经提出,便很快受到青睐,并作为一门新兴传感技术迅猛崛起。
光纤光栅及其传感应用技术中涵概了众多光学基础理论和光通信及光传感理论,也涉及到众多先进的传感技术,无疑这一领域将成为大学教育中培养学生掌握现代科学技术的重要内容。
一、主要性能和技术指标1.1 宽带光源宽带光源为美国进口器件组装,掺Er光纤ASE荧光谱,宽带光源可独立使用。
波长范围:1528-1563 nm(C波段)功率:>1.5 mW1.2 光纤光栅传感测试单元1.2.1 规格与主要技术指标波长扫描方式:手动波长扫描范围:>3 nm螺旋测微器调节范围:0 - 8.00 mm记录方式:手动、自动应变传感分辨率:<10 με温度传感分辨率:<1℃1.2.2 记录方式记录方式分为手动和自动两种,手动是指手工测量绘制;自动是指数据由RS232计算机接口输出逐点自动绘制。
1.3 光纤光栅传感单元温度传感器:温度数字显示,温度连续可调,温度显示分辨率0.1℃,温度改变量>15℃(波长变化范围>0.5nm),两个传感信号输出接口,可任接一个单独使用,可与应变传感信号输出端串接,同时观测温度传感信号和应变传感信号。
应变传感器:螺旋测微调节范围0 ~ 8.00mm,应变调节范围>0 ~ 2500με,应变分辨率3με。
SGY-I型多功能光化学反应仪说明书
![SGY-I型多功能光化学反应仪说明书](https://img.taocdn.com/s3/m/55777087b7360b4c2f3f641f.png)
SGY-I型多功能光化学反应仪说明书一、应用范围及特点和功能SGY-I型多功能光化学反应仪用于测定液相体系中光化学反应的速率和量子产率,特别适合于新材料、化工产品的光化学合成和污染物质的光化学降解(分解)研究。
因此是化工、环保等领域和科研院所、高等院校有关专业实验、教学的必备仪器。
具有以下特点和功能:1.采用微电脑技术;2.配有旋转及搅拌两种反应器,可根据实验需要分别使用;3.可控制每一个反应试管内的通气量;4.可设置工作时间和阶段提示时间;具有倒计时显示、阶段提示以及工作结束后, 自动切断汞灯电源等功能;5. 工作过程中可测定箱体内环境温度和试验液(仅限于搅拌型)温度,精度0.5℃;6. 冷却水断水故障时,仪器具有报警(30秒)并自动停机,切断汞灯电源的功能;二、结构及工作原理本仪器由箱体、旋转反应器、搅拌反应器和箱体底部的电气控制部分四大部分构成。
1、箱体体积: 560mm(长)×420mm(宽)×1140mm(高)重量: 22Kg箱体分为上下两部分。
上部为实验箱,下部为电气控制箱。
实验箱内装有排风扇、温度传感器探头、进水管、出水管和进气管接头、挂钩(挂置通水管和通气管)及灯管、反应器插座等部件,前门有观察窗。
电气控制箱内有电气控制线路,前部有控制面板。
2、旋转反应器各部件名称见图1。
主要部件的功能如下:a. 汞灯:置于石英冷阱内,可提供光源, 本仪器配有300W 和500W 两种规格;b. 上、中转盘:放置石英试管, 同下转盘一起随电机转动3、搅拌反应器各部件名称见图2。
主要部件的 功能如下:a. 汞灯:置于石英冷阱内,再放入反应瓶中,功能同图1中;b. 调节旋钮:可调节电机转速,从而 调节反应瓶内磁子的旋转速度;c. 反应瓶:放置试验溶液。
旋转磁铁罩下托板电源线温度探头通气孔汞灯插头调速旋钮磁力搅拌器磁子固定杆上托板夹紧滑片汞灯反应瓶冷凝器石英冷阱图1 旋转反应器示意图41)工作参数设置控制a.工作参数有以下三项:总工作时间:即本次试验的全部时间,最大设置值可为9999(单位:分钟),仪器出厂预置为10;阶段提示时间:试验过程中做一次分析记录的间隔时间,最大设置值可为99(单位:分钟),仪器出厂预置为1;灯管稳定时间:最大设置值可为99(单位:分钟), 仪器出厂预置为0。
偏振光分析与研究实验
![偏振光分析与研究实验](https://img.taocdn.com/s3/m/54066c103a3567ec102de2bd960590c69ec3d8c8.png)
偏振光分析与研究实验摘要:光的偏振现象是光学中一种重要现象。
是验证光是横波的重要依据。
本实验采用SGP-1型偏振光实验系统。
对光的偏振现象作出理论与实验的解释,是对光通过各波片之后的偏振态变化的分析,和通过计算采集偏振光的光强进行分析与处理,主要是了解光的偏振态的性质,了解波片的作用,验证马吕斯定律,半波片的作用和1/4波片的作用,同时加强对光路调节的练习。
关键字:偏振光、偏振态、半波片、1/4波片、马吕斯定律、椭圆偏振光、圆偏振光。
引言:光波是一种电磁波、因此,光波的传播方向就是电磁波的传播方向,所以光波的速度与电矢量E和磁矢量H相互垂直,而通常H的影响是较小的,在光波的影响中,同时是E的影响最大,所以通常把E称为光矢量,即光的偏振态也是由E来决定,所以光是一种横波,随着现代生活、发展得越来越快,人们对光的研究和认识也是越来越深。
光的偏振性在人们的生活生产中越来越重要。
为了使人们对光的偏振特性有一个很好的了解,本实验通过对偏振现象的理论分析,并从实验操作入手,通过观察光的偏振现象,在只有起偏器和检偏器和在起偏器与检偏器之间加入不同的波片,如:半波片、1/4波片时的偏振现象,并验证马吕斯定律,让人们加深对半波片与1/4波片的作用的了解。
问题的提出:1、半波片和1/4波片的作用:2、光路的调节:3、观察光的偏振态、验证马吕斯定律4、掌握偏振光的产生于检测;二、实验原理:按照光的电磁理论,光波就是电磁波,电磁波是横波,所以光波也是横波。
在大多数情况下,电磁辐射同物质相互作用时,起主要作用的是电场,因此常以电矢量作为光波的振动矢量。
其振动方向相对于传播方向的一种空间取向称为偏振,光的这种偏振现象是横波的特征。
根据偏振的概念,如果电矢量的振动只限于某一确定方向的图3-26 自然光光,称为平面偏振光,亦称线偏振光;如果电矢量随时间作有规律的变化,其末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆(或圆),这样的光称为椭圆偏振光(或圆偏振光);若电矢量的取向与大小都随时间作无规则变化,各方向的取向率相同,称为自然光,如图3-26所示;若电矢量在某一确定的方向上最强,且各向的电振动无固定相位关系,则称为偏振光。
偏振光实验系统讲义
![偏振光实验系统讲义](https://img.taocdn.com/s3/m/528042d6a1c7aa00b42acb1d.png)
偏振光实验【实验目的】1、通过产生和观察光的偏振状态,掌握产生与检验偏振光的原理和方法;2、验证布儒斯特定律,了解产生与检验偏振光的元件及仪器。
一.光的偏振1.偏振:振动方向对传播方向的非对称性.(1)自然光; (3)完全偏振光 (2)部分偏振光; 2.偏振光的种类:线偏振光 圆偏振光 椭圆偏振光自然光光强:II I y x 21==二. 马吕斯定律光强为I o 的线偏振光通过与其偏振化方向夹角为θ 的偏振片后的透射光的光强为cos 2θo I I =三.布儒斯特定律220π=+i i 反射光为光矢量垂直于入射面的完全偏振光 12n n tgi o =i o 称起偏振角—布儒斯特角折射光在下表面反射时也满足布儒斯特定律—玻璃片堆可起偏也可检偏.【实验原理】四. 晶体的双折射现象1.自然光进入各向异性晶体中,两束折射光均是偏振光: 服从折射定律寻常光线(o 光),振动垂直 o 光的主截面; 不服从折射定律异常光线 ( e 光),振动在 e 光的主截面内.2. o 光和e 光的主折射率o 光的主折射率: oo vc n =v o :o 光在晶体中的传播速度 e 光的主折射率: ee v cn =v e :e 光在晶体中垂直于光轴方向的传播速度/五. 波晶片▲ 四分之一波片)2,1,0(4)12()( =+±=-=∆k k d n n e o λ)2,1,0(2)12(2 =+±=∆=k k πλπδ作用:可将入射的线偏振光转变成椭圆(圆)偏振光.▲ 二分之一波片)2,1,0(2)12()( =+±=-=∆k k d n n e o λ)2,1()12(2 =+±=∆=k k πλπδ作用:可将入射的线偏振光的振动面与光轴间夹角旋转2倍,也可使椭圆(圆)偏振光的旋转方向改变.六.椭圆偏振光与圆偏振光两线偏振光的波动方程为:)1()cos(kz t A E x x -=ω)2()cos(ϕω∆+-=kz t A E yy 1). )2,1,0(2 =±=∆k k πϕ 一、三象限振动的线偏振光 2). )2,1,0()12( =+±=∆k k πϕ二、四象限振动的线偏振光3)主轴与坐标轴重合的椭圆,若A x =A y ,则为圆偏振光 4). 20πϕ<∆< 斜椭圆七.获得椭圆(圆)偏振光的方法:1).自然光经起偏后成线偏振光;2). 线偏振光垂直入射到波片(除全波片、半波片)上,且其振动方向与光轴有一夹角;3).从波片射出时,o光与e光合成为椭圆偏振光,其类型决定于波片的厚度及入射线偏振光振动方向与光轴的夹角;4).若要获得圆偏振光,则波片应为1/4波片,且入射线偏振光的振动方向与光轴成45o角.八.偏振态的实验检验自然光圆偏振光线偏振光椭圆偏振光部分偏振光【实验步骤】2.1 反射和折射起偏振 —— 布儒斯特角当自然光倾斜地投射到两种介质(例如空气和玻璃)分界面时,反射光和透射(折射)光一般都是部分偏振光。
偏振光实验报告
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偏振光实验报告偏振光实验报告引言:光是一种电磁波,具有波动性和粒子性。
在日常生活中,我们常常遇到自然光,而自然光是无偏振的。
然而,在某些特定的情况下,光可以被偏振,即振动方向被限制在特定的方向上。
本实验旨在通过使用偏振片和光学仪器,研究偏振光的性质和特点。
实验材料与方法:我们使用了以下材料和仪器进行实验:1. 偏振片:包括线偏振片和圆偏振片。
2. 光源:我们选择了一台激光器作为光源,因为激光器产生的光是单色、相干且方向一致的。
3. 光学仪器:包括偏振片夹持器、偏振片旋转器、偏振片分析器等。
实验步骤:1. 将激光器打开,调整其位置和方向,使得激光束直接射到实验台上。
2. 在激光束路径上放置一个线偏振片,通过旋转线偏振片,观察激光束的强度变化。
3. 将线偏振片夹持在一个特定的角度上,然后再放置一个线偏振片,通过旋转第二个线偏振片,观察激光束的强度变化。
4. 使用圆偏振片替换线偏振片,重复步骤2和步骤3,观察激光束的强度变化。
5. 使用偏振片分析器,将其放置在激光束路径上,观察激光束的强度变化。
实验结果与讨论:通过实验,我们观察到以下现象:1. 当线偏振片的振动方向与激光束的振动方向垂直时,激光束的强度最小;当两者平行时,激光束的强度最大。
这表明线偏振片可以选择性地通过或阻挡特定方向上的光。
2. 当两个线偏振片的振动方向相互垂直时,激光束的强度最小;当两个线偏振片的振动方向平行时,激光束的强度最大。
这说明当两个线偏振片的振动方向相同或相反时,光能够通过。
3. 使用圆偏振片时,无论旋转多少度,激光束的强度都保持不变。
这是因为圆偏振片可以将振动方向旋转成任意方向,不会改变光的强度。
根据以上观察结果,我们可以得出以下结论:1. 偏振片可以选择性地通过或阻挡特定方向上的光,这是因为偏振片只允许特定方向上的电场振动通过。
2. 当两个偏振片的振动方向相同或相反时,光能够通过;当两个偏振片的振动方向垂直时,光被完全阻挡。
偏振光实验系统说明书
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SGP--2/3型偏振光实验系统使用说明书1用途SGP--2型偏振光实验系统是一套非联机使用的偏振光实验仪器,适用于大专院校物理实验课分组实验。
3、实验举例3.1反射和折射起偏振——布儒斯特角.当自然光倾斜地投射到两种介质(例如空气和玻璃)分界面时,反射光和透射(折射)光一般都是部分偏振光。
当光束的入射角等于布儒斯特角时,折射定律可简化为 B n tg θ=这就是布儒斯特定律。
此时的反射光只有垂直于入射面的偏振分量,而平行于入射面的分量消失为零。
3.1.1方法之一将高亮度小光源、狭缝板、凸透镜(/f =1 50mm)、光学测角台分别装在机座导轨的滑动座上,调等高同轴,并使狭缝位于透镜的焦平面上;黑玻璃镜装在光学测角台中央;对准偏振轴方向的偏振片架装在转动臂上。
当0/B 5636θ=,时,转动检偏器就能观察到垂直于入射面的光振动被消除的现象(如图3.1)。
此时若使光束入射玻璃片堆,只要将转臂转动090,用检偏器对准透过玻璃片堆的折射光束,再旋转检偏器,即可发现折射光束是近乎全偏振的。
3.1.2方法之二(限SGP--2型用)在光具座上,由氦氖激光器发出的光束擦盘直接入射到立在光学测角台直径上的黑玻璃镜面,先48~64。
范围转动测角台,使反射光束原路返回,由此定出入射光束的零度方位,然后再从入射角为00内寻找反射光束通过检偏器后,光强变到最小(甚至为零)时的角度(器件布置示于图3-3)。
这里的检偏器是一个能在支架上转动的偏振片,支架锁紧在测角台的转动臂上。
用检偏器检查任一反射光束,都是偏振光,在改变入射角的过程中,检偏器透振轴指向水平方向(为什么?)。
检偏器后安装光电探头。
实验中入射角在每增加01,相应转动接收臂记录一次光电流读数。
用所得数据,以反射偏振光相对光强(%)为纵坐标,以角度为横坐标作图,即得一反射偏振光强度与入射角的关系曲线。
3.1.3方法之三(限SGP--2型用)按图3.3所示在光具座上布置光路。
S-PH-01 pH 传感器用户指南说明书
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User GuidepH Sensor(S-pH-01)User GuideVersion:V2.11/20©2008-2021Seeed Technology Co.,Ltd.All rights reserved.Content1.Introduction (3)2.Wiring diagrams (4)3.Dimension (5)4.Installation Maintenance and Calibration (6)4.1Installation (6)4.2Maintenance (6)5.Output Signal Conversion (7)6.RS485Modbus Protocol (8)6.1Modbus Protocol (8)6.2Modbus Register (9)6.3Modbus Register Detail Description (12)7.Software Configuration Utility (20)1.IntroductionS-PH-01transmitter measures the PH of solution or semi-solid substrate.The output signal can be RS485and Analog Voltage.The sensor is applicable for industrial,water processing,sewerage system,irrigation,smart agriculture etc.■Can be used for PH measurement ■Output Interface with RS485,Voltage ■High impedance and isolated electrode input ■High accuracy with excellent stability■Reverse power protection and Built-in TVS/ESD protectionSpecificationsOutput Interface Analog Voltage 0-2V(Output resistance ~0ohm)RS485Modbus-RTU Power Supply 3.9-30V/DC 3.9-30V/DC Power Consumption 35mA@24V DC 35mA@24V DCStart-up time <2secondsPH Measurement High impedance and isolated input;Range:0-14PH,Resolution:0.01PH,Accuracy:+/-0.1PH;Can be used for solution or semi-solid substrate Temperature Measurement (Option)Range:-40~80°C,Resolution:0.1°C,Accuracy:+/-0.5°C IP Ratings Electrode:IP68;Transmitter:IP65Operating Temperature -40~85°CInstallationElectrode:3/4"NPT screw threads;Transmitter:Mounting holeCable Length Power and Signal Cable:2meters or Customize;Electrode Cable:5mete rsDimensionElectrode:Width*Diameter 160*30mm;3/4"NPT screw threads Transmitter:140mm*65mm*50mm2.Wiring diagramsType Wiring diagram Analo gVoltag eOutpu tRed (V+):Power Supply +Black (G):Power Supply -Blue (O1):Analog OutputRS485ModbusRed (V+):Power Supply +Black (G):Power Supply -Yellow (T+):RS485+/A/T+White (T-):RS485-/B/T-3.DimensionElectrode DimensionTransmitter Dimension*Note:Do not put the Transmitter into the liquid.4.Installation Maintenance and Calibration4.1InstallationInstallation locations of Electrodes will vary depending on the system design.The key is to monitor a good representative sample of the whole solution directly after introduction of chlorine.The installation location must allow for complete contact of the scrubber liquid with the probes.Some example installation locations for Electrodes include the following:■Outlet of packed tower■Outlet of recycle pump■Pump bypass line■Heat Exchanger bypass line4.2MaintenanceUnder normal conditions,electrodes can last anywhere from several months to several years depending on the type of operation,rate of production,strength of product,and quality of the raw materials used in the process.Because each application is different,there is no average life expectancy.Because the pH responsive glass bulb or flat surface is relatively thin,care should be taken so that the bulb does not become scratched or broken.It is also important that ORP measuring surfaces are not scratched or gouged.The suggestions in this sheet are intended to help avoid these problems.Coating of an electrode’s measuring surface can lead to erroneous readings including shortened span and slow response times.The type of coating determines the type of cleaning technique.Soft Coatings can be removed by vigorous stirring,by use of a squirt bottle or,very carefully,by gently wiping with a soft,clean non-abrasive paper or cloth.Hard Coatings should be chemically removed.The chemical used to remove the coating should be the least harsh chemical that dissolves the coating in1or2minutes and does not attack the electrode’s materials of construction.For example,a calcium carbonate coating might be removed with5%HCl(muriatic acid).Oily or Organic Coatings are best removed with detergents or an appropriate solvent that does not attack the electrode’s materials of construction.For example,isopropyl alcohol might be used but acetone should be avoided if the electrode’s body is made of CPVC.5.Output Signal ConversionPH output conversionOutput Interface Parameters Range Conversion FormulaAnalog Voltage Output0-2V PH range:0-14PH PH=7.00*VOLTAGE.When VOLTAGE=1.0V,thenPH=7.00*1.00=7.RS485 Modbus-RTU PH range:0-14PH PH=(REGISTER VALUE)/100.When REGISTERVALUE=7000,then PH=7000/100=7.00. Temperature range:-40-80°C TEMPERATURE=(REGISTERVALUE)/100.WhenREGISTER VALUE=2013,then TEMPERATURE=2013/100=20.13°C.NOTE:The unit of VOLTAGE is(V)6.RS485Modbus Protocol6.1Modbus ProtocolModbus Protocol is widely used to establish master-slave communication between intelligent devices or sensors.A MODBUS message sent from a master to a slave contains the address of the slave,the function code(e.g.'read register'or'write register'),the data,and a check sum(LRC or CRC).The sensor is RS485interface with Modbus protocol.The default serial communication settings is slave address1,modbus rtu,9600bps,8databits and1stop bit.All communication settings can be changed with modbus command,and take effective after re-power up the sensor.Following modbus function code are supported by sensor.Modbus Function Code0x03:used for reading holdingregister.Modbus Function Code0x04:used for readinginput register.Modbus Function Code0x06:used for writing single holding register.Modbus Function Code0x10:used for writing multiple holdingregister.6.2Modbus RegisterParameters RegisterAddr.(HEX/DEC)DataTypeModbusFunctionCode(DEC)Range and Comments DefaultValueTEMPRATURE0x0000/0INT16RO 3/4-4000-8000for-40.00~80.00°C.N/APH PHVALUE 0x0001/1UINT16RO3/40-1400for0.00-14.00N/ATEMPCOMPENSA TEE N 0x0020/32UINT16R/W3/6/160:ExternalTemperature sensor1:Disabled2:On boardtemperature sensor1PHCALIBRAWAD0 PH calibration point for PH=4.010x0030/48UINT16R/W3/6/16-2000~2000for-2000~2000;Write0xFFFF tocalibrate.N/APHCALIBRAWAD1 PH calibration point for PH=7.000x0031/49UINT16R/W3/6/16-2000~2000for-2000~2000;Write0xFFFF tocalibrate.N/APHCALIBRAWAD2 PH calibration point forPH=10.010x0032/50UINT16R/W3/6/16-2000~2000for-2000~2000;Write0xFFFF tocalibrate.N/ASLAVEADDRESS0x0200/512UINT16R/W3/6/160-2551or12BAUDRATE0x0201/513UINT16R/W 3/6/160-60:1200bps1:2400bps2:4800bps3:9600bps4:19200bps5:38400bps3:9600bpsPROTOCOL0x0202/514UINT16R/W 3/6/160-10:Modbus RTU0:Modbus RTUPARITY0x0203/515UINT16R/W 3/6/160-20:None1:Even2:Odd0:NoneParityDATABITS0x0204/516UINT163/6/1611:8databitsR/W1:8databits STOPBITS 0x0205/517UINT16R/W 3/6/160-10:1stopbit 1:2stopbits0:1stopbitRESPONSEDELAY 0x0206/518UINT16R/W 3/6/160-255for 0-2550milliseconds 0ACTIVEOUTPUTINTE R VAL0x0207/519UINT16R/W3/6/160-255for 0-255seconds.NOTE:UINT16:16bit unsigned integer,INT16:16bit signed integer NOTE:RO:Register is Read Only,R/W:Register is Read/Write NOTE:HEX is Hexadecimal (data with 0x/0X prefix),DEC is Decimal6.3Modbus Register Detail DescriptionTEMPERATURE Data Range-4000-8000For -40.00~80.00°CDefault:N/APower Down Save N/ANote:Temperature value (Binary complement).Example:When REGISTER =0x0702(HEX format),thenVALUE=(0x07*256+0x02)/100=17.94°C.When REGISTER=FF05H (HEX format),then VALUE=((0xFF*256+0x05)-0xFFFF-0x01)/100=(0xFF05-0xFFFF-0x01)/100=-2.51°C.PH VALUE Data Range0-1400for 0-14.00PHDefault:N/APower Down Save N/ANote:PH valueExample:When REGISTER =0x02BC (HEX format),then VALUE=(0x02*256+0xBC)/100=7.00PHTEMPCOMPENSATEEN Data Range0:External Temperature sensor 1:Disabled2:On board temperature sensorDefault:1Power Down Save YESNote:Temperature compensationPHCALIBRAWAD0Data Range-2000~2000Default:N/APower Down Save YESNote:PH calibration AD value for PH=4.01;Immerse the electrode into PH=4.01solution and wait until the reading value being stable,then write 0xFFFF to this register to calibrate.PHCALIBRAWAD1Data Range-2000~2000Default:N/APower Down Save YESNote:PH calibration AD value for PH=7.00;Immerse the electrode into PH=7.00solution and wait until the reading value being stable,then write 0xFFFF to this register to calibrate.Data Range-2000~2000Default:N/APower Down Save YESNote:PH calibration AD value for PH=10.01;Immerse the electrode into PH=10.01solution and wait until the reading value being stable,then write 0xFFFF to this register to calibrate.SLAVEADDRESS ---Modbus Slave Address Data Range0-255Default:1or 12Power Down Save YESNote:Please re-power on the sensor to take effective after set.BAUDRATE ---Serial Comm Baudrate Data Range0-50:1200bps 1:2400bps 2:4800bps 3:9600bps 4:19200bp s5:38400bpsDefault:3Power Down Save YESPROTOCOL ---Serial Comm Protocol Data Range0:Modbus RTUDefault:0Power Down Save YESNote:Please re-power on the sensor to take effective after set.PARITY ---Serial Comm Parity Data Range0-20:NONE 1:EVEN 2:ODDDefault:0Power Down Save YESNote:Please re-power on the sensor to take effective after set.DATABITS ---Serial Comm Databits Data Range11:8databitsDefault:1Power Down Save YESNote:Please re-power on the sensor to take effective after set.STOPBITS ---Serial Comm Stopbits Data Range0-10:1stopbit 1:2stopbitsDefault:0Power Down Save YESNote:Please re-power on the sensor to take effective after set.RESPONSEDELAY ---Serial Comm Response Delay Data Range0-255for 0-2550milliseconds,0for disabledDefault:0Power Down Save YESNote:Sensor will delay a period before response to master request command.Example:When set to 5and receive a request from master device,then sensor will delay 5*10ms=50ms,then response to master.ACTIVEOUTPUTINTERVAL ---Serial Comm Active Output Interval time Data Range0-255for 0-255seconds,0for disabledDefault:0Power Down Save YESNote:Please re-power on the sensor to take effective after set.Note:Sensor will output thedata actively without any master request command.Note:Only ONE sensor should be on RS485network,or there will be data collision and corrupt the data on line.Note:Use key button to restore the serial comm parameters factory value to exit the active output mode.Example:When set to 5then sensor will output the data every 5seconds without any master request command.6.4Modbus Function CodeFor description below,data started with 0X/0x means that it’s in HEX format.6.4.1Function Code 3Protocol ExampleMaster Request:AA 03RRRR NNNN CCCCAA 1byte Slave Address,0-2550x031byte Function Code 3RRRR 2byte Starting Register Addr NNNN 2byte Quantity of Register to read CCCC2byteCRC CHECKSUMSlave Response:AA 03MM VV0VV1VV2VV3…CCCCAA 1byte Slave Address,0-2550x031byte Function Code 3MM 1byte Register Data Byte Count VV0,VV12byte Register Value (High8bits first)VV2,VV32byte Register Value (High8bits first)……Register Value (High8bits first)CCCC2byteCRC CHECKSUMExample:Read register 0x0200-0x0201,that is slave address and baudrate.Master Request:010*********C5B3Slave Response:01030400010003EB F2Slave Addr.1byte0x01Slave Addr.1byte 0x01Function Code 1byte 0x03Starting Register Addr.2byte0x0200Quantity of Register to read 2byte0x0002Checksum2byte0xC5B3Function Code1byte0x03 Register Data ByteCount1byte0x04Register Value: Address 2byte0x00(HIGH8Bits)0x01(LOW8Bits)Register Value: Baudrate 2byte0x00(HIGH8Bits)0x03(LOW8Bits)Checksum2byte0xEBF26.4.2Function Code4Protocol Example Master Request:AA04RRRR NNNN CCCCAA1byte Slave Address,0-2550x041byte Function Code4RRRR2byte Starting Register AddrNNNN2byte Quantity of Register to readCCCC2byte CRC CHECKSUMSlave Response:AA04MM VV0VV1VV2VV3…CCCC AA1byte Slave Address,0-2550x041byte Function Code4MM1byte Register Data Byte CountVV0,VV12byte Register Value(High8bits first)VV2,VV32byte Register Value(High8bits first)……Register Value(High8bits first)CCCC2byte CRC CHECKSUM Example:Read register0x0000-0x0002,that is temperature,PH value.Master Request:01040000000271CBSlave Addr.1byte0x01Function Code1byte0x04Starting RegisterAddr.2byte0x0000Quantity ofRegisterto read2byte0x0002 Checksum2byte0x71CB Slave Response:01040408C3029E8910 Slave Addr.1byte0x01Function Code1byte0x04Register Data ByteCount1byte0x04Register Value: Temperature 2byte0x08(HIGH8Bits)0xC3(LOW8Bits)Register Value: PH 2byte0x02(HIGH8Bits)0x9E(LOW8Bits)Checksum2byte0x8910 Temperature=(0x08*256+0xC3)/100=2243/100=22.43°C PH=(0x02*256+0x9E)/100=670/100=6.70PH6.4.3Function Code6Protocol Example Master Request:AA06RRRR VVVV CCCCAA1byte Slave Address,0-2550x061byte Function Code6RRRR2byte Register Addr(High8bits first)VVVV2byte Register Value(High8bits first)CCCC2byte CRCCHECKSUMSlave Response:AA06RRRR VVVV CCCCAA1byte Slave Address,0-2550x061byte Function Code6RRRR2byte Register Addr(High8bits first)VVVV2byte Register Value(High8bits first)CCCC2byte CRC CHECKSUMExample:Write Register0x0020,that is set temperature compensationRequest:0106002000008800Slave Addr.1byte0x01Function Code1byte0x06Register Addr.2byte0x0020(High8bits first)Register Value2byte0x0000(High8bits first)Checksum2byte0x8800Response:0106002100011800Slave Addr.1byte0x01Function Code1byte0x06Register Addr.2byte0x0020(High8bits first)Register Value2byte0x0000(High8bits first)Checksum2byte0x88006.4.4Function Code16Protocol Example Master Request:AA10RRRR NNNN MM VVVV1VVVV2…CCCC AA1byte Slave Address,0-2550x101byte Function Code0x10RRRR2byte Starting Register AddrNNNN2byte Quantity of Register to writeMM1byte Register Data Byte CountVVVV12byte Register Value(High8bits first)VVVV22byte Register Value(High8bits first)……Register Value(High8bits first)CCCC2byte CRC CHECKSUMSlave Response:AA10RRRR NNNN CCCCAA1byte Slave Address,0-2550x101byte Function Code0x10RRRR2byte Starting Register AddrNNNN2byte Quantity of Register to writeCCCC2byte CRC CHECKSUMExample:Write Register 0x0200-0x0201,that is set slave address to 1,and baudrate to 19200bp.Master Request:0110020000020400010004BACCSalve Response:01100200000240700x011byte Slave Addr.0x10(HEX)1byte Function Code 0x100x02002byte Starting Register Addr(High8bits first)0x00022byte Quantity of Register to write(High8bits first)0x40702byteCRC CHECKSUM0x011byte Slave Addr.0x10(HEX)1byte Function Code 0x100x02002byte Starting Register Addr 0x00022byte Quantity of Register to write 0x041byte Register Data Byte Count 0x00012byte Register Value:Slave Address 10x00042byte Register Value:Baudrate 19200bps 0xBACC2byteCRC CHECKSUM7.Software Configuration UtilityYou can use software listed below to try reading/writing the register of sensor: https:///ed-chemnitz/qmodbus/releases/User Guide8.Document VersionVersion Date Description EditorV2.0First editionV2.111/18/2022Add Note in chapter3Kelvin.Lee。
SGP-I型偏振光实验系统说明书
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1规格与主要技术指标1.1 规格计算机与操作软件1套格兰棱镜2块1/2波片(632.8nm) 1片1/4波片(632.8nm) 1片三维调节架2套二维调节架2套底座9套由步进电机控制的调节架3套光电接收系统2套分束器1片氦氖激光器(包括电源)1套1.2 主要技术指标所有调节架光学中心高度200mm步进电机控制的调节架任意旋转角度,精度0.05°氦氖激光器和电源波长632.8nm 、功率≥1.5 mW2工作原理2.1 实验用光源光源采用氦氖激光光源,这种光源具有很好的单色性,波长为632.8nm。
2.2 偏振器偏振器从工作原理上可分为三大类:(1)利用反射和折射产生线偏振光的原理制成的各种偏振分光镜;(2)由双折射晶体制成的各种偏振棱镜;(3)由二向色性透光材料制成的偏振片。
当偏振器用来将自然光转换成线偏振光时通常被称之为起偏器,而偏振器被用来检验偏振光时又被称之为检偏器。
本实验采用格兰棱镜做偏振器。
波片波片是相位延迟器的一种,是由双折射材料制成的一种光学元件,本实验采用石英晶体材料制作的偏振片,其性能稳定。
2.3 原理光的偏振现象比光的干涉和衍射更为抽象,若不借助于专门的器件和方法,人的眼睛和光学接收器无法鉴别光的偏振特性,为适应大学基础实验要求,我公司特设计了一套用于偏振光实验的实验系统,该系统的测量内容包括两部分:一是对用做起偏和相位延迟器件本身的工作参数进行标定测量,二是利用偏光器件对光的偏振性质进行测量和鉴别。
偏振光实验,将光电接收的电信号经A/D变换进入计算机进行处理,实验中通过测量光强分布来确定偏振光的偏振态。
用光电器件探测偏振光时,应注意的一个问题是:几乎所有的光电器件都具有偏振敏感性,所以在探测偏振态不同的偏振光时,既使光功率相同。
所输出的电信号随着偏振态的不同而不同。
为保证测量精度,本实验系统在光电器件的窗口处加一退偏器(即毛玻璃),将偏振光变为非偏振光,或者在光电器件前加一偏振器减偏。
偏振光操作流程
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偏振光理疗仪操作流程评估1.环境:环境安全、宽敞、明亮、清洁,温度适宜,必要时予以屏风遮挡2.患者:(1)评估患者的全身情况(生命体征),患者病情(是否有糖尿病),营养状况及皮肤情况(弹性、破溃、红肿),有无心脏起搏器。
(2)心理状况(患者的配合程度)、既往史及现病史、解释(告知患者治疗的目的,消除患者的心理障碍),并交代患者做好准备。
准备护士:着装整齐,洗手、戴口罩。
用物: 75%酒精/棉签、污物缸、偏振光治疗仪及所需的探头、手消液体位:根据患者取舒适体位。
照射星状神经节时取去枕平卧位,让颈部轻轻伸展。
较瘦的患者在其肩下放入薄枕,让颈部略有伸展。
方法:核对医嘱,转抄医嘱。
七步洗手,戴口罩。
准备用物,确认理疗仪可以正常使用。
核对患者姓名、床号、手腕带.评估环境(宽敞、明亮、安全、清洁、)。
解释(作用是消炎,止痛,改善血液循环,SG探头作用多加抑制交感神经,促进睡眠),询问(有无心脏起搏器、糖尿病或特殊病史)协助患者采取舒适的体位,核对医嘱的部位,询问患者并找出最痛点。
评估皮肤情况(破溃、红肿、皮疹、皮肤弹性),取得患者的配合接通电源,根据患者病情、皮肤,按医嘱选择合适的治疗头,调成适宜的频率。
C型治疗头可紧贴皮肤,B型治疗头要距离皮肤1—2cm, SG 紧贴皮肤后还要按下1厘米调节治疗模式:周期模式,工作周期1.5秒,间歇周期2秒调节 SG探头照射星状神经节,频率10%-20%B探头和C探头频率50%—70%B探头照射较深,C探头照射表浅但照射范围稍大(根据患者病情、皮肤情况调节)将治疗头对准施治部位按下开始按钮并按键锁定。
告知(不可以私自调节仪器的各旋钮,治疗过程中治疗部位烫热及时按铃绝对不可以忍受,中途会来巡视)观察3分钟无异常方可离开。
手消,记录。
治疗中加强巡视(询问患者并观察有无异常反应)手消后如实记录治疗结束,移开治疗头,解锁,关闭电源。
观察患者皮肤并询问有无异常反应,协助患者整理衣服用75%酒精消毒治疗头后将仪器安装妥当手消,记录注意事项1、医嘱开一个点要B探头和C探头分开各照射10分钟或两个探头一起照射10分钟,一个点要用到两种探头,但星状神经照射一点就用SG探头照射10分钟。
光信息专业实验报告:偏振测量实验报告
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光信息专业实验报告:偏振测量实验报告摘要:记录光学基础实验中《偏振光实验》的实验过程,以及实验数据处理过程和结果。
关键词:偏振光、布儒斯特角、马吕斯定律、半波片、1/4波片。
【实验目的】1. 熟悉光的偏振态,各种常用波片的功能和作用;2. 学会实验记录的记录和整理。
【实验原理】1. 偏振光的产生和检验光是电磁波,可用两个相互垂直的振动矢量——电矢量E 和磁矢量H 表征。
因物质与电矢量的作用大于对磁矢量的作用,习惯上称E 矢量为光矢量,代表光振动。
光在传播过程中遇到介质发生反射、折射、双折射或通过二向色性物质时,本来具有随机性的光振动状态就会起变化,发生各种偏振现象。
若光振动局限在垂直于传播方向的平面内,就形成平面偏振光,因其电矢量末端的轨迹成一直线,通称线偏振光;若只是有较多的电矢量取向于某固定方向,称作部分偏振光。
再者,如果一种偏振光的电矢量随时间作有规律的变动,它的末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆形,这种偏振光就是椭圆偏振光或圆偏振光。
一般情况下,人的眼睛不能直接检查偏振光,但可用一个偏振器面对偏振光进行检视,这个偏振器就成为检偏器。
2. 布儒斯特角当光从折射率为n 1的介质(例如空气)入射到折射率为n 2的介质(例如玻璃)交界面,而入射角又满足121tg B n n θ-= (1)时,反射光即成完全偏振光,其振动面垂直于入射面。
θB 称布儒斯特角,上式即布儒斯特定律。
显然,θB 角的大小因相关物质折射率大小而异。
若n 1表示的是空气折射率,(数值近似等于1)上式可写成12tg B n θ-= (2)图1 入射角为布鲁斯特角的反射透射示意图3. 马吕斯定律如果光源中的任一波列(用振动平面E 表示)投射在起偏器P 上(图2),只有相当于它的成份之一的E y (平行于光轴方向的矢量)能够通过,另一成份E x (=E cosθ)则被吸收。
与此类似,若投射在检偏器A 上的线偏振光的振幅为E 0,则透过A 的振幅为E 0cosθ(这里θ是P 与A 偏振化方向之间的夹角)。
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1规格与主要技术指标1.1 规格计算机与操作软件1套格兰棱镜2块1/2波片(632.8nm) 1片1/4波片(632.8nm) 1片三维调节架2套二维调节架2套底座9套由步进电机控制的调节架3套光电接收系统2套分束器1片氦氖激光器(包括电源)1套1.2 主要技术指标所有调节架光学中心高度200mm步进电机控制的调节架任意旋转角度,精度0.05°氦氖激光器和电源波长632.8nm 、功率≥1.5 mW2工作原理2.1 实验用光源光源采用氦氖激光光源,这种光源具有很好的单色性,波长为632.8nm。
2.2 偏振器偏振器从工作原理上可分为三大类:(1)利用反射和折射产生线偏振光的原理制成的各种偏振分光镜;(2)由双折射晶体制成的各种偏振棱镜;(3)由二向色性透光材料制成的偏振片。
当偏振器用来将自然光转换成线偏振光时通常被称之为起偏器,而偏振器被用来检验偏振光时又被称之为检偏器。
本实验采用格兰棱镜做偏振器。
波片波片是相位延迟器的一种,是由双折射材料制成的一种光学元件,本实验采用石英晶体材料制作的偏振片,其性能稳定。
2.3 原理光的偏振现象比光的干涉和衍射更为抽象,若不借助于专门的器件和方法,人的眼睛和光学接收器无法鉴别光的偏振特性,为适应大学基础实验要求,我公司特设计了一套用于偏振光实验的实验系统,该系统的测量内容包括两部分:一是对用做起偏和相位延迟器件本身的工作参数进行标定测量,二是利用偏光器件对光的偏振性质进行测量和鉴别。
偏振光实验,将光电接收的电信号经A/D变换进入计算机进行处理,实验中通过测量光强分布来确定偏振光的偏振态。
用光电器件探测偏振光时,应注意的一个问题是:几乎所有的光电器件都具有偏振敏感性,所以在探测偏振态不同的偏振光时,既使光功率相同。
所输出的电信号随着偏振态的不同而不同。
为保证测量精度,本实验系统在光电器件的窗口处加一退偏器(即毛玻璃),将偏振光变为非偏振光,或者在光电器件前加一偏振器减偏。
2.4 偏振光的产生与鉴别2.4.1 线偏振光的产生与鉴别当自然光通过偏振器(通常称之为起偏器)后,由于只有电矢量振动方向平行于透射轴的光可以通过。
所以,由偏振器出射的光为线偏振光。
判断偏振光是否是线偏振光,只要让偏振光通过一个偏振器(称之为检偏器),当转动检偏器改变检偏器透射轴与线偏振光之间的夹角时,出射的光强随之改变,根据偏振器的性质可以知道,当透射轴与线偏振光的振动方向平行时,出射的光强最大。
而垂直于线偏振光的振动方向时出现消光,即出射的光强为零。
如果检偏器旋转一周光强变化交替出现两次最亮和两次零光强,即两明两黑;且符合马吕斯定律θθ20COS )(I I =(θ为检偏器透射轴与偏振光方向间的夹角),即最亮和最暗之间,检偏器应转过90o ,则为线偏振光。
2.4.2 圆偏振光产生及鉴别产生圆偏振光的前提条件是首先得到线偏振光,然后线偏振光垂直入射到λ/4波片,如果线偏振光的振动方向与λ/4片的快轴和慢轴成45o 角,这时透过λ/4片的光是圆偏振光。
检偏器旋转时,光强没有变化。
2.4.3 椭圆偏振光的产生及鉴别产生椭圆偏振光的方法是将一束线偏振光正入射到λ/4片上,线偏振光振动方向与λ/4片慢轴的夹角不等于45o ,这时透过λ/4片的光就是椭圆偏振光,其长轴与波片快轴或慢轴平行。
当椭圆偏振光通过旋转的检偏器,光强将出现两明两暗,光强出现最亮时,检偏镜的透射轴的方向就是椭圆的长轴方向;光强出现最暗时,检偏镜的透射轴的方向就是椭圆的短轴方向。
3 安装3.1 开箱打开仪器的包装后,请对照装箱单对仪器的成套性进行认真清点验收,如发现与装箱单不符或者仪器表面有明显的受损现象请立即与售方联系解决。
仪器成套性请参阅装箱单。
3.2 安装场地该仪器是实验仪器。
为了提高仪器的工作质量和延长仪器的使用寿命,在选择仪器安装场地时应注意以下几点:3.2.1 环境温度: 18±28℃ 3.2.2 相对湿度:<65%3.2.3 无振动源、无强电磁场干扰 3.2.4 室内保持清洁、无腐蚀性气体 3.2.5 仪器应放置在坚固的平台上 3.2.6 仪器放置处不可长时间受太阳照射3.2.7 室内应具稳压电源装置对仪器供电,装有地线,保证仪器接地良好。
3.3 电控箱的使用计算机与电控箱通过USB 专用电缆连接。
电控箱背面有如图所示的五个插口,分别为电机插口和接受器插口。
在不使用双光束方式的时候,使用测量接受器采集;使用双光束方式的时候,两路采集均使用,实验数据为测量信号与参考信号的比。
“步进电机Ⅰ”、 “步进电机Ⅱ” 和“步进电机Ⅲ” 分别与控制软件中所示的电机1,2,3对应。
接具体的电机可由用户根据需要自定。
USB 连接电缆接口3.4 仪器的摆放:在仪器的摆放中,可以根据不同的实验需要任意摆放。
但必须注意以下几点:3.4.1 激光源发出的光束应平行于工作平台的工作面,并保证其中心高度在200mm 左右。
3.4.2 光束应通过放入光路中的部件(格兰棱镜、分束镜、接收器等)的中心。
保证信号光、参考光垂直入射到接收器上。
3.4.3 粗调后,启动软件,显示器显示曲线。
若曲线噪声大,可以首先检查信号光束是否进入接收器靶面中心,而后停止格兰棱镜支架的转动。
操作软件记录的曲线若此时平直光滑,即说明激光光源无问题,反之则有问题,此时可更换光源。
3.4.4 实验中,若格兰棱镜旋转360o过程中出现二极大值不相等时,微微转动格兰棱镜的支架,改变入射光的入射角,即可获得满意的效果。
本系统备有绕Z轴旋转的基座供选用。
3.4.5 双光束工作时,若出现溢出或不正常现象,可以将分束镜的位置改变,即将分束镜转一个面(即转180o),并将分束镜与光束所成的角度微微变化一下。
若仍不理想,可将二个接收器对调。
3.4.6 调整光束是否对准接收器的靶面,可将接收器前的毛玻璃盖拧下,使光束对准靶心。
3.4.7 三个带步进电机的调节架可安装格兰棱镜或λ/4(或λ/2)波片,使用者可自行更换。
更换只需拧开紧固螺钉即可。
3.4.8 电箱有很多联线插头,注意先关掉电箱开关再接线或拔线。
下面为仪器的部件:氦氖激光器及调节架波片及调节架半透半反镜及调节架格兰棱镜及旋转架接收器及调节架下图是一般实验所采用的仪器摆放方式。
用来提供参考光的分束器应放置在起偏器后面(特别是在非线偏振的激光器作光源采样时),这样可以最大程度地减小激光器的输出功率不稳和输出偏振态改变对测量的影响。
我们提供的氦氖激光器有稳功率电路,可不用分束镜和参考光信号接收器,只需单光束测量即可。
开机后启动配套软件,打开电控箱的开关,即可进行实验。
之后,可通过控制程序中的电机标志图标来控制步进电机的运动。
3.5 应用软件的安装:在光驱中插入光盘,会自动弹出如下画面(如果没有弹出,则到光盘根目录下执行autorun.exe 文件);点击“驱动程序”按钮,显示下图:选择“SGP-Ⅰ偏振光实验系统”,则开始安装偏振光系统的驱动程序。
安装程序首先显示如下欢迎窗口:点击<Next>按钮,弹出选择程序文件夹窗口:可以用缺省值,点击<Next>按钮,弹出拷贝文件窗口:当文件拷贝完,系统又弹出如下确认结束窗口:点击<Finish>按钮,结束安装,此时可以在开始/程序下找到“偏振光”项,其弹出菜单中有程序的快捷方式。
3.6 USB驱动程序的安装:USB接口是计算机和仪器数据交换的通道,在使用应用程序之前要先安装USB接口的驱动程序。
安装步骤如下:3.6.1将提供的“驱动程序”光盘放入光盘驱动器中;3.6.2把USB连接线连接计算机和仪器;3.6.3打开仪器电源,计算机会显示安装向导;3.6.4选择指定目录安装,目录为“X:\USB-DRIVER”,按照系统提示操作至结束。
在此过程中,如果系统提示插入驱动程序盘或找不到文件,您只需要再次指定前面的安装路径即可。
4操作方法4.1 启动软件软件安装后,会在“开始”菜单中的“程序”选项下出现“偏振光实验平台”菜单。
点击该菜单下的“偏振光实验平台”菜单项,将启动偏振光实验的软件控制处理系统。
(在进行该操作前,一定确认电控箱开关已经打开)进入系统后,首先出现一友好界面(如下图4-1),等待用户点击鼠标、单击键盘上的任意键或等待十秒钟;当接收到鼠标、或键盘事件、或等待五秒钟后,马上显示工作平台,此时可以进行控制操作了。
上面几步完成后,就可以在偏振光实验平台上工作了(平台如图4-2):图4-1图4-2主工具栏工作区状态栏参数区4.2 退出工作平台4.2.1单击平台的“文件”菜单下的“退出”选项。
4.2.2在平台处于活动状态时,按热键“ALT+X”。
4.2.3用鼠标左键点击平台右上方的关闭扭。
4.3 工具栏说明主工具栏及辅工具栏各由一组工具按钮组成,分别对应某些菜单项或菜单命令的功能,用户只需用鼠标左键单击按钮,即可执行相应的操作或功能。
以下是各工具按钮的功能简介:主工具栏:重新建立一个实验文档。
打开一个已经存在的数据文件。
保存当前实验文档。
按照设置进行工作(包括电机转动和采集)并弹出一个数据显示对话框。
除了控制偏振片的电机转动外,不做任何工作。
在当前环境下,以时间为横坐标进行扫描,定点扫描能量随时间的变化关系,记录结果不保存。
角度检索当选择该项后,“左转电机”和“右转电机”按钮处于可操作状态;再选择该项,“左转电机”和“右转电机”按钮又处于不可操作状态。
逆向转动电机。
顺向转动电机。
选择一号电机。
选择二号电机。
选择三号电机。
是否做归一化处理。
显示相对能量,先测量一个基准值定为“1”,其它采集的数据与之进行比较,或自动的以极大值为“1”显示出相对能量。
直角坐标与极坐标之间转换。
当选定该项时,工作在双光束方式下;当未选定该项时,工作在单光束方式下。
帮助/关于。
读取当前记录中的各个数据项。
平滑当前记录中的数据。
I与θ的关系曲线。
I与β的关系曲线。
归一化。
移动坐标。
4.4 工作4.4.1 菜单栏及功能菜单栏中有“文件”、“工作”、“设置”、“调整”、“数据处理”、“帮助”等菜单项。
单击这些菜单项可弹出下拉菜单,利用这些菜单即可执行软件的大部分命令。
下面简单介绍菜单栏中各个菜单的功能。
4.4.2 “文件”菜单点击菜单栏中的“文件”项,弹出如图4-3的下拉菜单。
图4-34.4.2.1 新建执行该命令,系统将删除之前的所有实验数据,重新建立一个实验文档。
4.4.2.2 打开利用软件的打开功能可以打开已有的数据文件,执行该命令后,系统弹出如图4-4所示的“打开”对话框。
图4-4在对话框中,可通过“搜寻”下拉列表框确定数据文件所在的位置。
在“文件类型”下拉列表框中可确定要打开的数据的类型。
如果要打开某一数据文件,请在“文件名”编辑框中输入文件名或单击此文件,然后单击“打开”按钮。