偏振光实验数据
偏振光实验数据
偏振光实验数据
偏振光有着“极富仪式感，就像执行一场仪式”的传统文化，在光学和物理学中也有
着重要的作用。
也被称为极化光学，偏振被用来描述具有极化特性的光线，包括直接的线
性极化和间接的非线性极化。
在偏振光中，光的波轴（极化状态），或者说它的振幅矢量，可以在任何方向旋转。
偏振光的定义是由一系列实验数据而决定的，这些实验数据可以用
来测量光的振幅和极化状态。
偏振光实验，傅里叶-实验室中一般使用两种仪器，分别是偏振仪和变幅仪，它们用
来测量光源的极化状态和波轴，从而得出激励信号。
偏振仪可以测量极化状态，例如从激
励光源中发射的偏振光的功率和强度。
变幅仪则可以测量激励信号功率的变化情况，以及
由周围反射体或其他光源发出的线性振幅和非线性极化信号。
在偏振实验中，光线可以通过矢量网或极化滤光片改变波轴方向，从而改变极化状态，或者在材料表面重新振荡，从而对激励光的状态产生影响。
偏振光的实验测量技术，可以
检测光的振幅，以及激励信号的强度。
另外，数模拟测量技术也可以用来测量极化特性和
偏振模式的状态。
其过程就是将光的封装在一个极化模式中，然后经过数模拟技术处理，
观察极化模式的变化。
另外，还有一些其他的测量技术，例如电场分析仪，可以测量极化
状态和角度。
总之，偏振光实验是一种具有重要意义的物理实验，是用来描述有极化特性的光波系
统的一种重要方法，目前采用偏振光实验测量法，在光学一般包括光计算，微细加工，激光，通信，信息存储，以及许多其他相关应用中得到广泛应用。
【大学物理实验(含 数据+思考题)】偏振光的特性研究实验报告
实验3.4 光的偏振特性研究一、实验目的（1）了解自然光和偏振光的定义及特性。
（2）观察光的偏振现象，了解偏振光的产生方法和检验方法。
（3）了解波片的作用和用波片产生椭圆和圆偏振光及其检验方法。
二、实验仪器GSZ-Ⅱ光学平台（配有光具座、氦氖激光器及电源、扩束镜、偏振片、波片、观察屏等）。
三、实验原理1.自然光和偏振光的定义自然光：由普通光源所发射的光波，在光的传播方向上，任意一个场点，光矢量既有空间分布的均匀，又有时间分布的均匀性。
偏振光：光矢量相对于光的传播方向分布的非对称性。
部分偏振光：光波光矢量的振动在传播过程中只是在某一确定的方向上占有相对优势。
平面偏振光：光在传播的过程中光矢量的振动只限于某一特定的平面内。
圆偏振光：在光的传播方向上，任意一个场点光矢量以一定的角速度转动它的方向，但大小不变，其光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的投影是一个圆。
椭圆偏振光：在光的传播方向上，任意一个场点光矢量即改变它的大小，又以一定的角速度转动它的方向，其光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的投影是一个椭圆。
2.偏振光的产生及检验方法（1）平面偏振光的产生和检验方法：产生：本次实验中我们利用偏振片来生成平面偏振光。
偏振片是由具有二向色性的晶体制作成的，这些晶体对不同方向振动的光矢量具有不同的吸收本领，当自然光入射到这些晶体上时，透射光的光矢量仅在某一个特定的方向上，形成了平面偏振光。
检验：线性偏振光通过检偏器后，按照马吕斯定律，强度为I0的线偏振光通过检偏器，透射光的强度为I=I0cos2α,α=0/π时，透射光的强度最大，当α= (π/2)/(3π/2)时，透射光的强度为0，出现消光现象。
所以偏振器旋转一周，透射光的强度将发生强弱变化，并且消光两次，根据这个特点可以检测是否有平面偏振光。
（2）椭圆和圆偏振光的产生和检验方法：产生：波片是光轴平行于晶面的各向异性晶体薄片。
双折射是光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象。
光的偏振实验报告
光的偏振实验仪器：光具座、半导体激光器、偏振片、1/4波片、激光功率计;实验原理：自然光经过偏振器后会变成线偏振光;偏振片既可作为起偏器使用,亦可作为检偏器使用;马吕斯定律：马吕斯指出：强度为I0的线偏振光,透过检偏片后,透射光的强度不考虑吸收为I=I0cos2;是入射线偏振光的光振动方向和偏振片偏振化方向之间的夹角;当光法向入射透过1/4波片时,寻常光o光和非常光e光之间的位相差等于π/2或其奇数倍;当线偏振光垂直入射1/4波片,并且光的偏振和云母的光轴面成θ角,出射后成椭圆偏振光;特别当θ=45°时,出射光为圆偏振光; 实验1、2光路图：实验5光路图：实验步骤：1.半导体激光器的偏振特性：转动起偏器,观察其后的接受白屏,记录器功率最大值和最小值,以及对应的角度,求出半导体激光的偏振度;2;光的偏振特性——验证马吕斯定律：利用现有仪器,记录角度变化与对应功率值,做出角度与功率关系曲线,并与理论值进行比较;5.波片的性质及利用：将1/4波片至于已消光的起偏器与检偏器间,转动1/4波片观察已消光位置,确定1/4波片光轴方向,改变1/4波片的光轴方向与起偏器的偏振方向的夹角,对应每个夹角检偏器转动一周,观察输出光的光强变化并加以解释; 实验数据：实验一：实验二：实验五：数据处理：实验一：=0.986计算得半导体激光的偏振度约为2.74−0.01652.74+0.0165故半导体激光器产生的激光接近于全偏振光;实验二：绘得实际与理论功率值如下：进行重叠发现二者的图线几乎完全重合,马吕斯定律得到验证;实验五：见“实验数据”中的表格总结与讨论：本次实验所用仪器精度较高,所得数据误差也较小;当光法向入射透过1/4波片时,寻常光o光和非常光e光之间的位相差等于π/2或其奇数倍;当线偏振光垂直入射1/4波片,并且光的偏振和云母的光轴面成θ角,出射后成椭圆偏振光;特别当θ=45°时,出射光为圆偏振光,这就是实验五中透过1/4波片的线偏光成为不同偏振光的原因;。
偏振光实验报告
偏振光实验陈述之杨若古兰创作实验1. 验证马吕斯定律实验道理：某些双折射晶体对于光振动垂直于光轴的线偏振光有强烈接收，而对于光振动平行于光轴的线偏振光接收很少(接收o 光，通过e 光)，这类对线偏振光的强烈的选择接收性质，叫做二向色性.具有二向色性的晶体叫做偏振片.偏振片可作为起偏器.天然光通过偏振片后，变成振动面平行于偏振片光轴(透振方向)光.如图1、图2所示：1P 为起偏器，设经过1P 后线偏I 0.2P 与1P 夹角为θ,是以经2P 后的线偏振光振幅为θcos 0A A =，光强为θθ20220cos cos I A I ==,此式为马吕斯定律.实验数据及图形：从图形中可以看出符合余弦定理，数据精确.实验2.半波片，1/4波片感化实验道理：偏振光垂纵贯过波片当前，按其振动方向（或振动面）分解为平常光（o 光）和非常光（e 光）.它们具有不异的振动频率和固定的相位差（同波晶片的厚度成P 1 P 2图1 P A 0 θ 图2反比），若将它们投影到同一方向，就能满足相关条件，实现偏振光的干涉.分振动面的干涉安装如图3所示，M 和N 是两个偏振片，C 是波片，单色天然光通过M 酿成线偏振光，线偏振光在波片C 平分解为o 光和e 光，最初投影在N 上，构成干涉.)δ；当M ∥N 时，即两个偏振片的透振方向平行时，出射光强为：)cos cos sin 2cos sin 21(222220//δθθθθ+-=I I .其中θ为波片光轴与M 透振方向的夹角，δ为o 光和e 光的总相位差（同波晶片的厚度成反比）.改变θ、δ中的任何一个都可以改变屏幕上的光强.当δ=（2k+1）π（1/2波片）时，cos δ=-1，θ22sin 20I I =⊥，出射光强最大，2)21(sin 20//θ-=I I ，出射光强最小；当δ=[（2k+1）π]/2（1/4波片）时，cos δ=0，)2(sin 420θI I =⊥,)2sin 2(420//θ-=I I . 特别地，利用1/4波片我们还可以得到圆偏振光和椭圆偏振光.当θ=45度时，得到圆偏振光，此时让偏振片N 扭转一周，屏幕上光强不变.普通情况下，得到的是椭圆偏振图3 分振动面干涉安装 波片 偏振片 偏振片光，让偏振片N 扭转一周，屏幕上的光斑“两明两暗”.实验结果：半波片实验数据表：1/4波片实验数据：结论：线偏振光通过1/4波片后可能酿成圆偏振光，椭圆偏振光也有可能仍是线偏振光.实验3. 旋光效应实验道理：线偏振光通过某些物资的溶液后，偏振光的振动面将扭转必定的角度，这类景象称为旋光景象.扭转的角度称为该物资的旋光度.通经常使用旋光仪来测量物资的旋光度.溶液的旋光度与溶液中所含旋光物资的旋光能力、溶液的性质、溶液浓度、样品管长度、温度及光的波长等有关.当其它条件均固定时，旋光度与溶液浓度C 呈线性关系即C βθ= (5-1)比例常数与物资旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度及光的波长等有关，C 为溶液的浓度.物资的旋光能力用比旋光度即旋光率来度量，旋光率用下式暗示：[]C l t⋅=θαλ (5-2)(5-2)式中，右上角的t 暗示实验时温度(单位：℃)，是指旋光仪采取的单色光源的波长(单位：nm)，θ为测得的旋光度(0)，l为样品管的长度(单位：dm)，C为溶液浓度(单位：g/100mL).由(5-2)式可知：偏振光的振动面是随着光在旋光物资中向前进行而逐步扭转的，因此振动面转过角度θ透过的长度l成反比.振动面转过的角度θ不但与透过的长度l成反比，而且还与溶液浓度C成反比[14].如果已知待测溶液浓度C和液柱长度l，只需测出旋光度θ就可以计算出旋光率.如果已知液柱长度为l固定值，可顺次改变溶液的浓度C，就可以测得响应旋光度θ.并作旋光度与浓度的关系直线θ~C，从直线斜率、液桩长度l及溶液浓度C，可计算出该物资的旋光率；同样，也能够测量旋光性溶液的旋光度θ，确定溶液的浓度C.旋光性物资还有右旋和左旋之分.当面对光射来方向观察，如果振动面按顺时针方向扭转，则称右旋物资；如果振动面向逆时针方向扭转，称左旋物资.测量葡萄糖水溶液的浓度将曾经配置好的装有分歧的容积克浓度(单位：g/100mL)的葡萄糖.水溶液的样品管放到样品架上，测出分歧浓度C下旋光度值.并同时记录测量环境温度和记录激光波长葡萄糖水溶液的浓度配制成C0、C0/2、C0/4、C0/8，0(纯水，浓度为零)，共5种试样，浓度C0取30%摆布为好.分别将不必浓度溶液注入不异长度的样品试管中.测量分歧浓度样品的旋光度(多次测量取平均).用最小二乘法对旋光度、溶液浓度进行直线拟合(可以将C0作为1个单位考虑)，计算出葡萄糖的旋光率.也能够以溶液浓度为横坐标，旋光度为纵坐标，绘出葡萄糖溶液的旋光直线，由此直线斜率代入公式(5-2)，求得葡萄糖的旋光率t0650][ .数据记录及处理图形：实验4. 光弹效应光弹性试验是利用光学方法研讨受力构件中应力分布情况的试验，在光测弹性仪上进行，先器具有双折射功能的透明材料制成和实际构件外形类似的模型，受力后，以偏振光透过模型，因为应力的存在，发生光的临时双折射景象，再透过分析镜后发生光的干涉，在屏幕上显示出具有明暗条纹的映象，根据它即可推算出构件内的应力分布情况，所以这类方法对外形复杂的构件尤其适用.光弹性实验方法是一种光学的应力测量方法，因为测量是全域性的，所以具有直观性强，能无效而精确地确定受力模型各点的主应力差和主应力方向，并能计算出各点的主应力数值.特别对构件应力集中系数的确定，光弹性试验法显得特别方便和无效.工程实际中有很多构件，例如工业中的各种机器零件，它们的外形很不规则，载荷情况也很复杂，对这些构件的应力进行理论分析有时非常困难，常常须要实验的方法来解决，光弹性试验就是其中比较直观无效的一种解决方法.实验道理光弹性试验是利用光学方法研讨受力构件中应力分布情况的试验，在光测弹性仪上进行，先器具有双折射功能的透明材料制成和实际构件外形类似的模型，受力后，以偏振光透过模型，因为应力的存在，发生光的临时双折射景象，再透过分析镜后发生光的干涉，在屏幕上显示出具有明暗条纹的映象，根据它即可推算出构件内的应力分布情况，所以这类方法对外形复杂的构件尤其适用.图1 光弹性试验的光学效应示意图如图1所示，天然光通过偏振器成为平面偏振光（在A1平面中），平面偏振光垂直地射在模型上某一O点，如果模型未受力，则光线通过后并没有改变，但如果O 点有应力，这时候将出现临时双折射景象，如果图O 点的二个主应力1σ和2σ方向已知，则平面偏振光通过受力模型O 点后，分解成二个与1σ及2σ方向分歧的平面偏振光，二者之间发生一光程差δ，光程差与主应力差（1σ-2σ）及模型厚度t 成反比，即： 式中k 为光学常数，与模型材料及光的性质有关.分解了的二束光线通过分析器后从头在BB 平面内振动，如许就发生光的于涉景象.我们晓得由分析器出来的光线强度其中λ为光的波长，I 为偏振器与模型间偏振光的强度，α为偏振平面A1与主应力1σ的夹角.由上式可见，光强I 为零时有以下四种情况：① I=0，这与实际情况不符，因为只要在无光源时I 才会是零.② δ=0，由公式)21(σσδ-=kt 可知（1σ-2σ）=0，即1σ=2σ，符合这些条件的点称为各向同性点.如果1σ=2σ=0则称为零应力点，这类点在模型上皆为黑点（因为光强等于零），例如纯曲折梁上中性轴上各点1σ=2σ=0，故模型中性层处为一条黑线.③sin(2α)=0，即α=n π/2(n=0,1,2,3……)这说明模型上某点主应力方向与偏振镜光轴重合，模型上也呈黑点，这类黑点构成的连续黑线称为等倾线，等倾线上各点的主应力方向都不异，而且偏振镜光轴的方向也就是主应力的方向.④0/sin =λπδ，以公式)21(σσδ-=kt 代人，则0)21()/sin(=-σσλπkt ，因而可得图 2 圆偏振光场示意图t nf /21=-σσ (n=0,1,2,3……)上式标明，当模型中某点的主应力差值为f/t 的整数倍时，则此点在模型上呈黑点，当主应力差为f/t 的某同一整数倍的各个暗点，构成连续的黑线称为等差线（在此线上各点的主应力差均相等）.因为应力分布的连续性，等差线不但是连续的，而且它们之间还按必定的次序排列，对应于n=l 的等差线称为一级等差线或称一级条纹，对应于n=2的等差线称为二级等差线或二级条纹，顺次类推，其中n 称为条纹序数，以上是根据光源用单色光讲的.如果光源用白光，则模型上具有不异主应力差的各点则构成色彩不异的光带，所以这时候的等差线又称为等色线.由以上讨论可知，根据模型中出现的各向同性点、零应力点、等倾线、等差线（等色线），借助于一些分析计算，就能求出模型中各点应力的大小和方向.从上述基来源根基理可知，在使用单色光源时，等倾线与等差线都呈黑色，不容易识别，为了清除等倾线以获得清晰的等差线图，在光弹性仪两偏振镜之间装上二块1／4波长片，构成圆偏振光场，可把等倾线清除，只剩劣等差线，圆偏振光场如图2所示.图3-1 对径受压圆盘等差线图图3-2 对径受压圆盘等倾线图观察对径受压圆盘的等差线和等倾线，分别如图3-1和3-2所示.筹办实验：光路调节先将光源、起偏器、检偏器、白屏顺次放在导轨上，打开白光光源，细心调节各个器件的高度，使得全部光路高度比较合适.先确定起偏器为任意偏振方向，然后调节检偏器偏振方向，使其正交，即通过两个偏振片后的光强为最弱.然后调整两个偏振片的距离.观察实验1：观察光弹材料光弹特性将光弹材料放入曾经调整好偏振方向的两偏振片两头，调节光弹材料的高度为合适.观察此时白屏的图像.然后拧紧光弹材料固定架上端的螺母，给光弹材料施加应力，观察此时白屏的图像，留意等差线（等色线）和等倾线的出现.本实验为验证性试验，没有试验数据.在观察过程中出理想验景象即可.实验5. 电光调制实验【实验目的】1、把握晶体电光调制的道理和实验方法；2、学会用实验安装测量晶体的半波电压，绘制晶体特性曲线，计算电光晶体的消光比和透射率.【仪器和安装】电光调制实验零碎由光路与电路两大单元构成，如图1所示：图1 电光调制实验零碎结构【实验道理】某些晶体在外加电场的感化下，其折射率随外加电场的改变而发生变更的景象称为电光效应，利用这一效应可以对透过介质的光束进行幅度，相位或频率的调制，构成电光调制器.电光效应分为两品种型：(1) 一级电光 (泡克尔斯一—Pockels) 效应，介质折射率变更反比于电场强度.(2) 二级电光 (克尔一Kerr) 效应，介质折射率变更与电场强度的平方成反比.本实验使用铌酸理（LiNbO3 ）晶体作电光介质，构成横向调制(外加电场与光传播方向垂直)的一级电光效应.图3 横向电光效应示意图如图3所示，入射光方向平行于晶体光轴(Z轴方向)，在平行于X轴的外加电场(E)感化下，晶体的主轴X轴和Y 轴绕Z轴扭转45，构成新的主轴X’轴—Y’轴(Z轴不变)，它们的感生折射率差为n，它反比于所施加的电场强度E：式中r为与晶体结构及温度有关的参量，称为电光系数.n0为晶体对平常光的折射率.当一束线偏振光从长度为l、厚度为d的晶体中出射时，因为晶体折射率的差别而使光波经晶体后出射光的两振动分量会发生附加的相位差，它是外加电场E的函数：式中为入射光波的波长；同时为测量方便起见，电场强度用晶体两面极间的电压来暗示，即U=Ed.当相位差＝时，所加电压U称为半波电压，它是一个用以表征电光调制电压对相位差影响的次要物理量.由(2)式可见，半波电压U决定于入射光的波长、晶体材料和它的几何尺寸.由(1)、(2)式可得：式中0为U＝0时的相位差值，它与晶体材料和切割的方式有关，对加工良好的纯净晶体而言0＝0 .图4为电光调制器的工作道理图.由激光器发出的激光经起偏器P后只透射光波中平行其透振方向的振动分量，当该偏振光I P垂直于电光晶体的通光概况入射时，如将光束分解成两个线偏振光，经过晶体后其X 分量与Y 分量的相差为 (U)，然后光束再经检偏器A ，发生光强为I A 的出射光.当起偏器与检偏器的光轴正交(A P)时，根据偏振道理可求得输出光强为：图4 电光调制器工作道理式中x P θθα-=，为P 与X 两光轴间的夹角. 若取＝土45.，这时候U 对I A 的调建造用最大，而且再由（3）式可得因而可画出输出光强I A 与相位差（或外加电压U ）的关系曲线，即I A ~（U ）或I A ~U 如下：图5 光强与相位差（或电压）间的关系 因而可知：当(U)＝2k ( 或U ＝2kU ) (k=0，1, 2，)时，I A =0 当(U)＝2k +1或U ＝(2k+1) U 时，I A = I P 当 (U)为其它值时， I A 在0~I P 之间变更.因为晶体受材料的缺陷和加工工艺的限制，光束通过晶体时还会受晶体的接收和散射，使两振动分量传播方向不完整重合，出射光截面也就不克不及堆叠起来.因而，即使在两偏振片处于正交形态，且在45±=-=x P θθα的条件下，当外加电压U ＝0时，透射光强却不为0，即I A = I min 0 U ＝U 时，透射光强却不为I P ，即 I A = I maxI P 由此须要引入另外两个特征参量：消光比 min max I I M = 透射率 0max I I T =式中，I o 为移去电光晶体后动弹检偏器A 得到的输出光强最大值.M 愈大，T 愈接近于1，暗示晶体的电光功能愈佳.半波电压U 、消光比M ，透光率T 是表征电光介质品质的三个特征参量.从图5可见，相位差在＝/2或(U ＝U /2 )附近时，光强I A 与相位差 (或电压U) 呈线性关系，故从调制的实际意义上来说，电光调制器的工作点通常就选在该处附近.图6为外加偏置直流电压与交变电旌旗灯号时光强调制的输出波形图.由图6可见，选择工作点② (U ＝U /2 )时，输出波形最大且不失真.选择工作点① (U ＝0 ) 或③ (U ＝U )时，输出波形小且严重失真，同时输出旌旗灯号的频率为调制频率的两倍.图 6 选择分歧工作点时的输出波形工作点的偏置可通过在光路中拔出一个／4波片其透光轴平行于电光晶体X轴(相当于附加一个固定相差＝/2 )作为“光偏置”.但也能够加直流电压来实现.实验数据及结论：I正向偏压：反相偏压：Matlab仿真图：=528V.半波电压：U实验小结：实验的关键在于光路的准直，如果光路禁绝直，实验将没法完成.实验6. 液晶的电光效应实验道理液晶态是一种介于液体和晶体之间的两头态，既有液体的流动性、粘度、形变等机械性质，又有晶体的热、光、电、磁等物理性质.液晶与液体、晶体之间的区别是：液体是各向同性的，分子取向无序；液晶分子有取向序，但无地位序；晶体则既有取向序又有地位序. 就构成液晶方式而言，液晶可分为热致液晶和溶致液晶.热致液晶又可分为近晶相、向列相和胆甾相.其中向列相液晶是液晶显示器件的次要材料[13].接着液晶对于晶电的光效应有如下认识：液晶分子是在外形、介电常数、折射率及电导率上具有各向异性特性的物资，如果对如许的物资施加电场(电流)，随着液晶分子取向结构发生变更，它的光学特性也随之变更，这就是通常说的液晶的电光效应.液晶的电光效应品种繁多，次要有动态散射型(DS)、扭曲向列相型(TN)、超扭曲向列相型(STN)、有源矩阵液晶显示(TFT)、电控双折射(ECB)等.其中利用较广的有：TFT型───次要用于液晶电视、笔记本电脑等高档产品；STN型2 ───次要用于手机屏幕等中档产品；TN 型───次要用于电子表、计算器、仪器仪表、家用电器等中低档产品，是目前利用最普遍的液晶显示器件.TN型液晶显示器件显示道理较简单，是STN、TFT等显示方式的基础.本仪器所使用的液晶样品即为TN型.无外电场感化时，因为可见光波久远小于向列相液晶的扭曲螺距，当线偏振光垂直入射时，若偏振方向与液晶盒上概况分子取向不异，则线偏振光将随液晶分子轴方向逐步扭转90o，平行于液晶盒下概况分子轴方向射出；若入射线偏振光偏振方向垂直于上概况分子轴方向，出射时，线偏振光方向亦垂直于下概况液晶分子轴；当以其他线偏振光方向入射时，则根据平行分量和垂直分量的相位差，以椭圆、圆或直线等某种偏振光方式射出.对液晶盒施加电压，当达到某一数值时，液晶分子长轴开始沿电场方向倾斜，电压继续添加到另一数值时，除附着在液晶盒上下概况的液晶分子外，所有液晶分子长轴都按电场方向进行重排列，TN型液晶盒90o旋光性随之消逝.[13][13]若将液晶盒放在两片平行偏振片之间，其偏振方向与上概况液晶分子取向不异.不加电压时，入射光通过起偏器构成的线偏振光，经过液晶盒后偏振方向随液晶分子轴扭转900，不克不及通过检偏器；施加电压后，透过检偏器的光强与施加在液晶盒上电压大小的关系见图6-1；其中纵坐标为透光强度，横坐标为外加电压.最大透光强度的10%所对应的外加电压值称为阈值电压(U th)，标记了液晶电光效应有可观察反应的开始(或称起辉)，阈值电压小，是电光效应好的一个次要目标.最大透光强度的90%对应的外加电压值称为饱和电压(U r)，标记了获得最大对比度所需的外加电压数值，U r小则易获得良好的显示后果，且降低显示功耗，对显示寿命有益.对比度D r=I max/I min，其中I max为最大观察(接收)亮度(照度)，I min为最小亮度.陡度β=U r/ U th即饱和电压与阈值电压之比.图6-2 液晶电光效应参考图[13]TN型液晶显示器件结构参考图6-2，液晶盒上下玻璃片的外侧均贴有偏光片，其中上概况所附偏振片的偏振方向老是与上概况分子取向不异.天然光入射后，经过偏振片构成与上概况分子取向不异的线偏振先，入射液晶盒后，偏振方向随液晶分子长轴扭转900，以平行于下概况分子取向的线偏振光射出液晶盒.若下概况所附偏振片偏振方向与下概况分子取向垂直(即与上概况平行)，则为黑底白字的常黑型，欠亨电时，光不克不及透过显示器(为黑态)，通电时，900旋光性消逝，光可通过显示器(为白态)；若偏振片与下概况分子取向不异，则为白底黑字的常白型，如图6-2所示结构.TN-LCD可用于显示数字、简单字符及图案等，有选择的在各段电极上施加电压，就可以显示出分歧的图案.实验仪器μW).实验步调在做实验之前须要将实验仪器放置在光学导轨上，光学导轨上顺次为：氦氖激光器-偏振片-液晶盒-偏振片-光电探测器(带可调光阑).打开氦氖激光器，调节各元件高度，尽量使激光顺次穿过个光学元件中间，最初打在光功率测试仪的探头上.调整光路，打开光功率测试仪，扭转两片偏振片，可观察到光功率计数值大小变更，若最大透射光强小于200μW，可扭转氦氖激光器机身，使最大透射光强大于200μW 最初调节偏振片正交至透射光强值达到最小.打开液晶盒的控制电箱，此时液晶是最黑形态.按一下“调节”按钮，此时液晶为透光形态，此时加在液晶上的电压为5.1V.此时开始记录光功率测试仪读数，然后逐次按“调节”按钮，每次添加的电压为0.2伏，液晶形态完成一个透光——最黑形态，共有16个档位.最初全黑时的电压为8.4伏.作电光曲线图，纵坐标为透射光强值，横坐标为外加电压值.根据作好的电光曲线，求出样品的阈值电压U th (最大透光强度的10%所对应的外加电压值)、饱和电压Ur(最大透光强度的90%对应的外加电压值)、对比度D r(D r=I max/I min)及陡度β(β=U r/ U th).演示黑底白字的常黑型TN-LCD.拔掉液晶盒上的插头，光功率计显示为最小，即黑态；将电压调至8.4V摆布，连通液晶盒，光功率计显示最大数值，即白态.数据记录及处理下图为计算机模拟出实验数据得出的图形，图形基本符合请求，验证了液晶电光效应.因为在液晶面板的两端加入了两个偏振方向彼此垂直的偏振板.故而实验在电压较低的时候光强大，电压较高的时候光强小.。
偏振光现象的研究实验报告
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。
大学物理实验报告系列之偏振光的分析
大学物理实验报告
3. 鉴别各种偏振光的方法和步骤
【实验内容】
1． 测定玻璃对激光波长的折射率 2． 产生并检验圆偏振光 3．产生并检验椭圆偏振光
【数据表格与数据记录】
58308250211=-=-=ϕϕp i 57307250212=-=-=ϕϕp i
57307250213=-
=-=ϕϕp i 56306250214=-=-=ϕϕp i 58308250215=-=-=ϕϕp i 57307250216=-=-=ϕϕp i
56306250217=-=-=ϕϕp i
577
7
1=+⋅⋅⋅⋅+=
p p p i i i
5399.157tan tan === n i p
波长为632.8nm 时玻璃对于空气的相对折射率为1.5399。
现象：两次最亮，两次消光。
结论：圆偏振光
如果使检偏器的透振方向与暗方向平行，1/4波片与检偏器透振方向垂直或平行。
现象：两次亮光，两次消光 结论：椭圆偏振光
【小结与讨论】
1. 实验测的了63
2.8nm 时玻璃对空气的折射率为1.5399。
2. 单色自然光经过起偏器和检偏器，旋转检偏器一周，发现光电流相应出现两次消
光现象，是分析其原因。
答：当检偏器的偏振化的方向和检偏器的偏振化的方向为
2π和3
π
时，根据马吕斯定律θ2
0cos I I =可知，出现两次光强为零的情况，即光电流出现了2次消光现象。
3.自己设计实验进行了几种偏振光的检验的工作，搞清了几种偏振光的区别，以及怎样得到他们。
Welcome !!! 欢迎您的下载，资料仅供参考！。
光的偏振实验报告
光的偏振实验报告一、实验目的1、观察光的偏振现象，加深对光偏振基本概念的理解。
2、掌握产生和检验偏振光的方法。
3、了解偏振片的特性和应用。
二、实验原理1、光的偏振态光是一种电磁波，其电场矢量的振动方向与传播方向垂直。
光的偏振态通常分为自然光、部分偏振光和完全偏振光三种。
自然光：在垂直于光传播方向的平面内，电场矢量的振动方向是随机的，且各个方向的振幅相等。
部分偏振光：在垂直于光传播方向的平面内，电场矢量的振动方向是随机的，但不同方向的振幅不相等。
完全偏振光：在垂直于光传播方向的平面内，电场矢量的振动方向固定不变。
完全偏振光又分为线偏振光和圆偏振光、椭圆偏振光。
2、偏振片偏振片是一种只允许某一特定方向的光振动通过的光学器件。
其工作原理基于二向色性，即某些物质对不同方向振动的光吸收程度不同。
3、马吕斯定律当一束线偏振光通过检偏器时，透射光的强度 I 与入射光的强度 I₀以及检偏器的透光轴与入射光偏振方向之间的夹角θ 有关系：I ＝I₀cos²θ 。
三、实验仪器1、半导体激光器2、起偏器3、检偏器4、光功率计5、光学导轨四、实验步骤1、调整实验仪器将半导体激光器、起偏器、检偏器依次安装在光学导轨上，使它们的中心处于同一水平线上。
调整各器件的高度和角度，使激光束能够顺利通过起偏器和检偏器。
2、观察自然光和偏振光不放置起偏器，直接观察激光束，此时的光为自然光。
在激光束前放置起偏器，旋转起偏器，观察透过起偏器后的光强变化。
当光强达到最大且稳定时，此时的光为线偏振光。
3、验证马吕斯定律固定起偏器的位置，使其产生的线偏振光的偏振方向不变。
旋转检偏器，每隔 10°记录一次光功率计的读数。
根据测量数据，以角度θ 为横坐标，光强 I 为纵坐标，绘制曲线，并与理论曲线 I ＝ I₀cos²θ 进行比较。
4、观察圆偏振光和椭圆偏振光在起偏器和检偏器之间插入四分之一波片，旋转波片和检偏器，观察光强的变化和光的偏振态。
偏振光实验报告
（一）观察起偏和消光现象。
1．起偏：将激光投射到屏上，在激光束中插入一偏振片，使偏振片在垂直于光束的平 面内转动，观察透过光强的变化，并据此判断激光束（光源）的偏振情况。
2．消光：在第一片偏振片和屏之间加入第二块偏振片，将第一块固定，转动第二块偏 振片，观察现象，能否找到一个消光位置，此时两偏振片的位置关系怎样？
（一）线偏振光的产生
1．非金属表面的反射和折射 光线斜射向非金属的光滑平面（如水、木头、玻璃等）时，反射光和折射光都会产生偏 振现象，偏振的程度取决于光的入射角及反射物质的性质。当入射角是某一数值而反射光为
线偏振光时，该入射角叫起偏角。起偏角的数值 与反射物质的折射率 n 的关系是：
tan n
（1）
二、实验项目名称：偏振光实验
三、实验学时：
四、实验原理：
光波的振动方向与光波的传播方向垂直。自然光的振动在垂直与其传播方向的平面 内，取所有可能的方向；某一方向振动占优势的光叫部分偏振光；只在某一个固定方向振 动的光线叫线偏振光或平面偏振光。将非偏振光（如自然光）变成线偏振光的方法称为起 偏，用以起偏的装置或元件叫起偏器。
2．如果晶片的厚度使产生的相差 (2k 1) ，k=0，1，2，…，这样的晶片称为半
波片，其最小厚度为 dmin
0 2(no ne )
。如果入射线偏振光的振动面与半波片光轴的交角为
，则通过半波片后的光仍为线偏振光，但其振动面相对于入射光的振动面转过 2 角。 3． 如果晶片的厚度使产生的相差 2k ，k=1，2，3，…，这样的晶片称为全波片，
（二）验证马吕斯定律
数据记录表见表 1−1。首先在光源后放上 P1，使激光束垂直通过 P1 中心，旋转 P1 使光强 最强（光电流的读数应在 200−1500 之间），记下 P1 的角度坐标，再在 P1 之后加入 P2，使光
光的偏振研究实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光的波动性质的认识。
2. 掌握产生和检验偏振光的方法和原理。
3. 学习使用偏振片、波片等光学元件，了解其工作原理。
4. 验证马吕斯定律，研究偏振光透过两个偏振器后的光强与夹角的关系。
二、实验原理光是一种电磁波，其电场矢量E的振动方向决定了光的偏振状态。
自然光中的电场矢量在垂直于光传播方向的平面内振动方向是随机的，而偏振光则具有特定的振动方向。
偏振光可以通过以下几种方法产生：1. 利用起偏器（如偏振片）将自然光变为线偏振光。
2. 利用双折射现象将一束光分解为两束具有不同振动方向的偏振光。
3. 利用反射、折射等光学现象使自然光部分偏振。
检验偏振光的方法有：1. 利用检偏器（如偏振片）观察光强变化。
2. 利用光电池、光电倍增管等光电探测器检测偏振光。
马吕斯定律指出，当完全线偏振光通过检偏器时，光强I与入射光强I0、检偏器透光轴与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角θ的关系为：I = I0 cos²θ。
三、实验仪器与用具1. 中央调节平台和两臂调节机构2. 半导体激光器和电源3. 偏振片（两块）4. 1/4波片（两块）5. 光电倍增管探头及电源6. 光电流放大器7. 光具座8. 白屏9. 刻度盘四、实验步骤1. 将激光器、偏振片、1/4波片和光电倍增管探头依次放置在光具座上，调整光路，使激光束通过偏振片后成为线偏振光。
2. 将线偏振光通过1/4波片，观察光强变化，记录数据。
3. 将1/4波片旋转一定角度，观察光强变化，记录数据。
4. 将线偏振光通过第二个偏振片，观察光强变化，记录数据。
5. 将第二个偏振片旋转一定角度，观察光强变化，记录数据。
6. 根据记录的数据，验证马吕斯定律。
五、实验结果与分析1. 观察到线偏振光通过1/4波片后，光强发生变化，说明1/4波片具有改变光偏振状态的作用。
2. 当1/4波片旋转一定角度时，光强也随之变化，说明光强与偏振片透光轴与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角θ有关。
偏振光分析实验报告
偏振光分析实验报告偏振光分析实验报告引言：光是我们日常生活中不可或缺的一部分，它以波动的形式传播，既有粒子性质也有波动性质。
而光的波动性质中，偏振光是一种特殊的现象。
本实验旨在通过对偏振光的分析，了解其性质及应用。
一、实验目的本实验旨在通过偏振光的分析，探究其性质及应用。
具体目标包括：了解偏振光的产生原理、学习偏振光的检测方法、掌握偏振片的使用技巧以及理解偏振光的应用领域。
二、实验原理1. 偏振光的产生原理偏振光的产生可以通过偏振片实现，偏振片是一种具有偏振特性的光学元件。
它通过选择性地吸收或透过特定方向的光振动，将非偏振光转化为偏振光。
2. 偏振光的检测方法常用的偏振光检测方法有：偏振片法、偏振光束分束法、偏振光束干涉法等。
其中，偏振片法是最常用的方法之一，通过旋转偏振片来观察光的强度变化，从而确定光的偏振状态。
3. 偏振片的使用技巧在实验中，正确使用偏振片是非常重要的。
一般情况下，偏振片的传光方向与其表面上的箭头方向垂直。
通过旋转偏振片，可以改变光的偏振状态。
4. 偏振光的应用领域偏振光在许多领域中都有广泛的应用，例如：光学显微镜、液晶显示器、偏振片墨镜等。
通过对偏振光的分析，可以更好地理解这些应用的原理和工作机制。
三、实验步骤1. 准备实验装置：将光源、偏振片、检测器等装置按照实验要求连接好。
2. 调整偏振片：通过旋转偏振片，观察光的强度变化，找到光的最大强度和最小强度位置。
3. 记录实验数据：记录不同位置下的光强度，并绘制光强度与偏振片旋转角度的关系曲线。
4. 分析实验结果：根据实验数据，确定光的偏振状态，并对实验结果进行解释和讨论。
5. 总结实验结论：总结实验结果，归纳偏振光的性质及应用。
四、实验结果与讨论根据实验数据的分析，我们可以确定光的偏振状态。
通过绘制光强度与偏振片旋转角度的关系曲线，我们可以观察到明显的周期性变化，这表明光是线偏振光。
根据光的最大强度和最小强度位置，我们可以确定光的偏振方向。
偏振光实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对其规律的认识。
2. 了解产生和检验偏振光的光学元件及光电探测器的工作原理。
3. 掌握光路准直的调节方法。
4. 掌握极坐标作图方法。
5. 掌握光的偏振态（自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光）的鉴别方法以及相互的转化。
二、实验原理光波是一种电磁波，其振动方向与传播方向垂直。
自然光是由许多不同振动方向的电磁波组成的，而偏振光则是具有特定振动方向的光。
1. 自然光与偏振光：自然光中，光矢量在垂直于传播方向的平面内可以有不同的振动方向。
当光矢量保持在固定平面上振动时，这种振动状态称为平面振动态，此时的光称为线偏振光。
若光矢量绕着传播方向旋转，其端点描绘的轨道为一个圆，这种偏振态称为圆偏振态。
如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆，就成为椭圆偏振态。
2. 偏振片的原理：偏振片是一种人造偏振元件，利用二向色性获得偏振光。
当自然光通过偏振片时，只允许特定振动方向的光通过，从而获得偏振光。
3. 马吕斯定律：当线偏振光通过偏振片时，其透射光的强度与入射光强度、偏振片透振方向的夹角之间存在一定的关系，即马吕斯定律。
4. 双折射现象：当一束光射入到光学各向异性的介质时，折射光往往有两束，这种现象称为双折射现象。
三、实验仪器1. 偏振光源2. 偏振片3. 检偏器4. 光电探测器5. 望远镜6. 毫米刻度尺7. 数据采集系统四、实验步骤1. 观察自然光：将偏振光源打开，通过望远镜观察自然光，观察其光斑。
2. 观察偏振光：将偏振片放置在光源与望远镜之间，通过望远镜观察光斑的变化，观察偏振光的特点。
3. 观察马吕斯定律：将检偏器放置在偏振片与望远镜之间，调节检偏器的角度，观察透射光的强度变化，验证马吕斯定律。
4. 观察双折射现象：将检偏器放置在双折射介质与望远镜之间，调节检偏器的角度，观察透射光的强度变化，验证双折射现象。
5. 观察光的偏振态：将椭圆偏振光和圆偏振光分别通过偏振片和检偏器，观察光斑的变化，鉴别光的偏振态。
实验报告--偏振光学实验
实验报告姓名：***** 班级：***** 学号：***** 实验成绩：同组姓名：**** 实验日期：***** 指导教师：批阅日期：偏振光学实验【实验目的】1．观察光的偏振现象，验证马吕斯定律；2．了解1 / 2 波片、1 / 4 波片的作用；3．掌握椭圆偏振光、圆偏振光的产生与检测。
【实验原理】1．光的偏振性光是一种电磁波，由于电磁波对物质的作用主要是电场，故在光学中把电场强度E 称为光矢量。
在垂直于光波传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动方向，通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。
如果光在传播过程中，若光矢量保持在固定平面上振动，这种振动状态称为平面振动态，此平面就称为振动面（见图１）。
此时光矢量在垂直与传播方向平面上的投影为一条直线，故又称为线偏振态。
若光矢量绕着传播方向旋转，其端点描绘的轨道为一个圆，这种偏振态称为圆偏振态。
如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆，就成为椭圆偏振态（见图2）。
2．偏振片虽然普通光源发出自然光，但在自然界中存在着各种偏振光，目前广泛使用的偏振光的器件是人造偏振片，它利用二向色性获得偏振光（有些各向同性介质，在某种作用下会呈现各向异性，能强烈吸收入射光矢量在某方向上的分量，而通过其垂直分量，从而使入射的自然光变为偏振光，介质的这种性质称为二向色性。
）。
偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光——起偏，也可以用来鉴别线偏振光、自然光和部分偏振光——检偏。
用作起偏的偏振片叫做起偏器，用作检偏的偏振器件叫做检偏器。
实际上，起偏器和检偏器是通用的。
3．马吕斯定律设两偏振片的透振方向之间的夹角为α，透过起偏器的线偏振光振幅为A0，则透过检偏器的线偏振光的强度为I式中I0 为进入检偏器前（偏振片无吸收时）线偏振光的强度。
4．椭圆偏振光、圆偏振光的产生；1/2 波片和1/4 波片的作用当线偏振光垂直射入一块表面平行于光轴的晶片时，若其振动面与晶片的光轴成α角，该线偏振光将分为e 光、o 光两部分，它们的传播方向一致，但振动方向平行于光轴的e 光与振动方向垂直于光轴的o 光在晶体中传播速度不同，因而产生的光程差为位相差为式中n e 为e 光的主折射率，n o 为o 光的主折射率（正晶体中，δ＞0，在负晶体中δ＜0）。
光的偏振 实验报告
光的偏振实验报告一、实验目的1、观察光的偏振现象，加深对偏振概念的理解。
2、了解偏振片的特性，掌握产生和检验偏振光的方法。
3、测量布儒斯特角，验证布儒斯特定律。
二、实验原理1、光的偏振态光是一种电磁波，其电场矢量和磁场矢量相互垂直且都垂直于光的传播方向。
一般情况下，光的电场矢量在垂直于光传播方向的平面内的取向是随机的，这种光称为自然光。
如果光的电场矢量在垂直于光传播方向的平面内只沿某一固定方向振动，则称其为线偏振光。
还有部分偏振光和椭圆偏振光等偏振态。
2、偏振片偏振片是一种只允许某一方向的光振动通过的光学元件。
其透振方向就是允许光振动通过的方向。
当自然光通过偏振片时，只有与透振方向平行的光振动分量能够通过，从而得到线偏振光。
3、布儒斯特定律当自然光在两种介质的分界面上反射和折射时，反射光和折射光都将成为部分偏振光。
当入射角满足一定条件时，反射光将成为完全偏振光，其振动方向垂直于入射面，这个入射角称为布儒斯特角，用θB表示。
布儒斯特定律为：tanθB ＝ n2 ／ n1 ，其中 n1 和 n2 分别为两种介质的折射率。
三、实验仪器光源（钠光灯）、起偏器（偏振片）、检偏器（偏振片）、光具座、玻璃片、刻度盘等。
四、实验步骤1、调节仪器将光源、起偏器、检偏器依次安装在光具座上，使其共轴。
调节起偏器和检偏器的透振方向，使其初始时平行。
2、观察偏振现象打开光源，旋转检偏器，观察透过检偏器的光强变化。
可以发现，当检偏器的透振方向与起偏器的透振方向平行时，光强最强；当两者透振方向垂直时，光强最弱，几乎为零。
这表明通过起偏器得到的线偏振光，其振动方向是固定的。
3、测量布儒斯特角在光具座上放置一块玻璃片，使自然光以一定角度入射到玻璃片表面。
旋转检偏器，使反射光消光（光强最弱），此时入射角即为布儒斯特角。
测量此时的入射角，并记录下来。
4、验证布儒斯特定律已知钠光灯发出的光在空气中的波长λ，以及玻璃片的折射率 n2，根据布儒斯特定律计算理论上的布儒斯特角。
偏振光的观察与研究实验报告数据(精选10篇)
偏振光的观察与研究实验报告数据偏振光指的是只在一个平面上振动的光，它的传播方式与普通光有所不同。
由于其具有特殊的偏振状态，因此可以在各个领域中发挥重要作用。
在本次实验中，我们对偏振光的观察与研究进行了探究。
一、实验目的1. 学习偏振光的概念及其传播方式。
2. 观察线偏振器和波片对偏振光的影响。
3. 研究偏振光的干涉现象。
二、实验仪器及材料1. 两个偏光片2. 一块玻璃板3. 一块亚克力板4. 一束激光光源5. 一个手机屏幕三、实验步骤1. 将一块玻璃板和一块亚克力板插入两个偏光片之间，调整偏光片的方向，观察得到的光的强度变化。
2. 将一个偏光片放置在激光器前，记录得到的光的强度值，并将其称为“I”。
然后将另一个偏光片放在激光光路中，并逐渐旋转它的方向。
记录得到的光的强度值，并将其称为“T”。
3. 将一个手机屏幕放置在两个偏光片之间，逐渐旋转其中一个偏光片的方向。
观察手机屏幕的显示情况。
4. 在两个偏光片之间插入一块玻璃板，然后将其中一个偏光片旋转一定的角度，并记录得到光的强度值。
四、实验结果1. 调整偏光片的方向之后，得到的光的强度会发生变化，实验表明，当两个偏光片的方向垂直时，通过的光线最弱，当两个偏光片的方向相同时，通过光线最强。
2. 在实验过程中，我们发现，当两个偏光片的方向偏离90度时，通过的光线几乎消失。
这说明当光的振动方向被偏振后，只有振动方向与偏振方向一致的光才能通过。
3. 在手机屏幕的观察实验中，我们发现当两个偏光片的方向相同时，手机屏幕显示为亮屏，而当两个偏光片的方向垂直时，手机屏幕显示为黑屏。
这说明手机屏幕与偏振光的作用原理是相似的。
4. 在偏振光的干涉实验中，我们发现，在通过玻璃板的偏振光中，存在两个方向的振动状态，这两个方向的振动状态会互相干涉，导致光线强度的变化。
五、实验结论本次实验通过观察偏振光的传播方式，观察了线偏振器和波片对偏振光的影响，以及研究了偏振光的干涉现象。
偏振光的研究 实验报告
偏振光的研究实验报告偏振光的研究实验报告引言：偏振光是一种特殊的光波，其振动方向在一个平面内，与普通光波相比，具有更强的定向性。
在过去的几十年里，偏振光的研究得到了广泛的关注和应用。
本实验旨在通过对偏振光的实验研究，深入了解其特性和应用。
实验一：偏振片的特性在本实验中，我们首先使用了一块偏振片。
偏振片是一种能够选择性地通过或阻挡特定方向振动的光的装置。
我们将光源发出的自然光通过偏振片，观察到了光的强度发生了明显的变化。
这是因为偏振片只允许与其方向平行的光通过，而将垂直于其方向的光阻挡。
通过旋转偏振片，我们可以观察到光的强度随着角度的变化而变化。
实验二：偏振光的产生在本实验中，我们使用了一束自然光通过一个偏振片，将其转换为偏振光。
然后，我们使用另一个偏振片，将偏振光的方向进行调整。
我们观察到，当两个偏振片的方向相同时，光通过的强度最大；而当两个偏振片的方向垂直时，光通过的强度最小。
这表明，偏振光的方向可以通过调整偏振片的方向来改变。
实验三：偏振光的应用偏振光在许多领域中有着广泛的应用。
例如，在光学显微镜中，通过使用偏振光可以增强图像的对比度，使得细小结构更加清晰可见。
在液晶显示器中，偏振光的旋转可以控制光的透过与阻挡，实现像素点的开闭。
此外，偏振光还被应用于光学通信、光学传感器等领域。
实验四：偏振光的检测在本实验中，我们使用了偏振片和偏振光检测器来测量光的偏振状态。
通过旋转偏振片，我们可以调整光的偏振方向，而偏振光检测器可以测量到通过的光的强度。
通过实验数据的分析，我们可以得到光的偏振状态的信息，例如偏振方向和偏振度。
结论：通过本实验，我们深入了解了偏振光的特性和应用。
偏振光具有较强的定向性，可以通过偏振片的选择和调整来改变其方向。
在光学领域，偏振光的研究和应用已经取得了重要的进展，并在许多领域发挥着重要的作用。
通过对偏振光的深入研究，我们可以进一步拓展其应用，并为光学技术的发展做出贡献。
致谢：在此，我要感谢实验室的老师和同学们对本实验的支持和帮助。
偏振光实验报告
偏振光实验报告实验1.验证马吕斯定律实验原理：某些双折射晶体对于光振动垂直于光轴的线偏振光有强烈吸收，而对于光振动平行于光轴的线偏振光吸收很少(吸收o光，通过e光)，这种对线偏振光的强烈的选择吸收性质，叫做二向色性。
具有二向色性的晶体叫做偏振片。
偏振片可作为起偏器。
自然光通过偏振片后，变为振动面平行于偏振片光轴(透振方向)，强度为自然光一半的线偏振光。
如图1、图2所示：图1中靠近光源的偏振片1P为起偏器，设经过1P后线偏振光振幅为A（图2所示），光强为I。
2P与1P夹角为θ,因此经2P后的线偏振光振幅为θcosAA=，光强为θθ222coscos IAI==,此式为马吕斯定律。
实验数据及图形：P1P2线偏光单色自然光线偏光图1P PA0coθ图2从图形中可以看出符合余弦定理，数据正确。
实验2.半波片，1/4波片作用实验原理：偏振光垂直通过波片以后，按其振动方向（或振动面）分解为寻常光（o 光）和非常光（e 光）。
它们具有相同的振动频率和固定的相位差（同波晶片的厚度成正比），若将它们投影到同一方向，就能满足相干条件，实现偏振光的干涉。
分振动面的干涉装置如图3所示，M 和N 是两个偏振片，C 是波片，单色自然光通过M 变成线偏振光，线偏振光在波片C 中分解为o 光和e 光，最后投影在N 上，形成干涉。
考虑特殊情况，当M ⊥N 时，即两个偏振片的透振方向垂直时，出射光强为：)cos 1)(2(sin 420δθ-=⊥I I ；当M ∥N 时，即两个偏振片的透振方向平行时，出射光强为：)cos cos sin 2cos sin 21(222220//δθθθθ+-=I I 。
其中θ为波片光轴与M 透振方向的夹角，δ为o 光和e 光的总相位差（同波晶片的厚度成正比）。
改变θ、δ中的任何一个都可以改变屏幕上的光强。
图3 分振动面干涉装置波偏振片 偏振片当δ=（2k+1）π（1/2波片）时，cos δ=-1，θ22sin 20I I =⊥，出射光强最大，2)21(sin 20//θ-=I I ，出射光强最小；当δ=[（2k+1）π]/2（1/4波片）时，cos δ=0，)2(sin 420θI I =⊥,)2sin 2(420//θ-=I I 。
偏振光学实验实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，验证马吕斯定律。
2. 了解1/2波片和1/4波片的作用。
3. 掌握椭圆偏振光和圆偏振光的产生与检测。
二、实验原理光是一种电磁波，具有横波特性。
当光波通过某些介质时，其振动方向会被限制在某一特定方向上，这种现象称为光的偏振。
偏振光可分为线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。
马吕斯定律描述了线偏振光通过偏振片时的光强变化。
当线偏振光的振动方向与偏振片的透振方向一致时，光强最大；当两者垂直时，光强为零。
1/2波片和1/4波片是常用的偏振元件。
1/2波片可以将线偏振光变为椭圆偏振光或圆偏振光，而1/4波片可以将椭圆偏振光或圆偏振光变为线偏振光。
三、实验仪器1. 自然光源2. 偏振片3. 1/2波片4. 1/4波片5. 硅光电池6. 检偏器7. 光具座8. 透镜9. 光屏10. 毫米刻度尺四、实验步骤1. 将自然光源放置在光具座上，调整光路使其成为平行光。
2. 将偏振片放置在光具座上，使入射光通过偏振片。
3. 将检偏器放置在光具座上，调整其位置，使透过偏振片的光能够照射到检偏器上。
4. 观察检偏器上的光强变化，记录光强最大和最小时的偏振片角度。
5. 将1/2波片放置在光具座上，调整其位置，使透过偏振片的光能够照射到1/2波片上。
6. 观察1/2波片后的光强变化，记录光强最大和最小时的1/2波片角度。
7. 将1/4波片放置在光具座上，调整其位置，使透过1/2波片的光能够照射到1/4波片上。
8. 观察1/4波片后的光强变化，记录光强最大和最小时的1/4波片角度。
9. 利用马吕斯定律，计算偏振片、1/2波片和1/4波片的透振方向与光矢量振动方向的夹角。
五、实验结果与分析1. 观察到当偏振片的透振方向与光矢量振动方向一致时，光强最大；当两者垂直时，光强为零，验证了马吕斯定律。
2. 观察到1/2波片可以将线偏振光变为椭圆偏振光或圆偏振光，1/4波片可以将椭圆偏振光或圆偏振光变为线偏振光。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
半导体激光器器的偏振特性
半导体激光器器的偏振特性 ：
通过偏振⽚片观察半导体激光器器的偏振特性，记录其功率最⼤大值和最⼩小值，以及所对应的⻆角度，求出半导体激光的偏振度。
实验数据：
半导体激光器器最⼤大功率：I（max)=1.608 mW
半导体激光器器最⼩小功率：I（min)=10.4μW
半导体激光器器的偏振度：P=[I(max)-I(min)]/[I(max)+I(min)]=0.987147800296589
⻢马吕斯定律律的验证
⻢马吕斯定律律的验证 ：
设两偏振⽚片的透振⽅方向之间的夹⻆角为α，透过起偏器器的线偏振光振幅为A0，则透过检偏器器的线偏振光的强度为I 式中I0 为进⼊入检偏器器前（偏振⽚片⽆无吸收时）线偏振光的强度。
实验数据：
ø（0）（功率最⼤大时偏振⽚片的⻆角度读数）ø（1）（旋转后偏振
⽚片的⻆角度读数）
∆ø差值I1功率/mw理理论值/mw误差cos^2∆ø
2182180 1.212 1.1210000.081178 1.0000 21822810 1.187 1.0871980.0917980.9698 21823820 1.1090.9898680.1203520.8830 218248300.9660.8407500.1489740.7500 218258400.7680.6578300.1674750.5868 218268500.5340.4631700.1529240.4132 218278600.3140.2802500.1204280.2500 218288700.1530.1311320.1667620.1170 218298800.0370.0338020.0946010.0302 2183089000.00000000.0000 2183181000.0330.0338020.0237350.0302 2183281100.1520.1311320.1591370.1170 2183381200.3420.2802500.2203390.2500 2183481300.5390.4631700.1637190.4132 2183581400.7400.6578300.1249110.5868 21881500.9600.8407500.1418380.7500 21818160 1.1170.9898680.1284330.8830 21828170 1.203 1.0871980.1065140.9698 21838180 1.209 1.1210000.078501 1.0000
0.35
0.7
1.05
1.4
0459*******
测量量值理理论值
1/4偏振⽚片
1/4波⽚片的作⽤用 ：
设两偏振⽚片的透振⽅方向之间的夹⻆角为α，透过起偏器器的线偏振光振幅为A0，则透过检偏器器的线偏振光的强度为I 式中I0 为进⼊入检偏器器前（偏振⽚片⽆无吸收时）线偏振光的强度。
实验数据：
1/4波⽚片转过的⻆角度第⼀一次极⼤大的功率/mw第⼆二次极⼤大的功率/mw第⼀一次极⼩小的功率/mw第⼆二次极⼩小的功率/mw光的偏振性质150.3550.3540.09210.0875椭圆偏振光
300.3260.3370.2160.2150椭圆偏振光
450.4210.4160.2170.2220近似圆偏振光
600.6700.6490.09520.0992椭圆偏振光
750.6780.6640.00850.0077椭圆偏振光
900.7400.7360.02120.0197线偏振光
1/2偏振⽚片
1/2波⽚片的作⽤用 ：
设两偏振⽚片的透振⽅方向之间的夹⻆角为α，透过起偏器器的线偏振光振幅为A0，则透过检偏器器的线偏振光的强度为I 式中I0 为进⼊入检偏器器前（偏振⽚片⽆无吸收时）线偏振光的强度。
实验数据：
1/2波⽚片的读数1/2波⽚片转过的⻆角度线偏振光经1/2波⽚片后震动⽅方向转过的⻆角度3361528
73059
344586
6760119
9775149
12790179
0.35
0.7
1.05
1.4
0.00000.25000.50000.7500 1.0000
y = 1.2333x + 0.0113
R² = 0.9981
斜率误差：1.4%。