偏振光检测及其研究论文
偏振光反射法测量薄膜厚度和折射率的研究毕业论文
偏振光反射法测量薄膜厚度和折射率的研究薄膜技术的发展及其应用薄膜是一种较特殊的物质形态,其在厚度这一特定方向上尺寸较小,仅是微观可测的物理量,并且在厚度方向上由于表面、界面的存在,使物质的连续性发生中断,由此使得薄膜材料产生了与块状材料具有不同的性能。
也可以解释为,由于成膜的过程中晶体取向、晶粒大小、杂质浓度、成份的均匀性、基底材料、温度以及清洁度等因素的影响,使得薄膜的物理性能与块状材料的物理性能在诸多方面不同。
这引起了诸多科研工作者们较为浓厚的研究兴趣并使之得到更为广泛的应用。
二十世纪70年代以来,薄膜技术得到空前的发展,无论在学术研究上还是在工业应用中都取得了较丰硕的成果。
薄膜技术及薄膜材料已成为当代真空技术及材料科学研究中最活跃的领域之一,并在新科学技术革命中,具有举足轻重的地位。
薄膜技术涉及的范围比较广,其中包括物理气相沉积、化学气相沉积成膜技术,以离子束刻蚀为代表的微细加工技术,成膜、刻蚀过程的监控技术,以及薄膜分析、评价与检测技术等。
目前,薄膜技术在电子元器件、集成光学、电子技术、红外技术、激光技术、航天技术和光学仪器等许多领域均得到了极为广泛的应用,不仅成为了一门独立的应用技术,而且成为了材料表面改性和提高某些工艺水平的重要手段。
许多国家对薄膜材料和薄膜技术的研究开发极为重视,称之为“腾飞的薄膜产业”,并且每年均要举行多次国际会议。
最早应用薄膜技术的领域要算光学领域,早在1817年夫琅禾费就用酸蚀方法制成了光学上的减反射膜。
1930年,由于真空蒸发设备出现使薄膜大量地应用于光学领域。
近代的彩色电视、彩色摄影机、太阳能电池、激光器、集成光学等均离不开薄膜技术,大部分光学仪器或光电装置也均离不开光学薄膜。
利用薄膜的光学性能,可改变元件反射率、吸收率与透射率,实现光束分束、并束、分色、偏振、位相调整等,使某光谱带通或阻滞等。
薄膜技术应用领域很广泛,由于高精尖的制造技术、跨学科的综合设计与严格科学的实际应用,使薄膜技术应用在高新技术领域、信息、生物、航空、航天、新能源等前沿领域中显示越来越重要的地位。
毕业论文《偏振光的产生及其应用》
摘要:随着偏振光技术的发展,其在生活中的应用也越来越广泛,该文通过对偏振光的分析,全面地介绍了偏振光的分类、产生方法及应用。
在偏振光产生的介绍中,分别介绍了线偏振光、椭圆偏振光、径向偏振光的产生方法,并利用电场矢量进行了具体分析。
最后介绍了偏振光在生活和研究中的应用。
关键字:光学;偏振光;双折射;应用;布儒斯特棱镜;振动The Production and the Application of Polarized LightZHU Zhao-yi,GUO Li-shuai(Electrical Engineering College,Longdong University,Qingyang 74500,Gansu)Abstract:With the development of the polarized light’s technology,it is used in the field more and more widely.Based on the analysis of the polarized light and comprehensively introduces the classification, the generation methods and application of polarized light. In the polarized light generated introduction, this paper introduces linearly polarized light, ellipse polarized light, radial polarized light generated methods, and uses electric field vector carryig on the concrete analysis. At last, the paper introduces the polarized light the application in life and studying.Key Words: optics;polarized light; the double refraction;application;brewster prism;vibration 1 引言光是一定波段范围的电磁波,是由于传播方向垂直的电场和磁场交替转换的振动形成的。
偏振光现象的观察和分析
偏振光现象的观察和分析偏振光的观察可以通过一些特定的实验装置来实现。
例如,可以使用偏振片和分析器来检测光的偏振状态。
偏振片是一种光学元件,它能够选择性地通过振动方向与特定方向相同的光,而将其他方向的光消除或减弱。
这样,当光通过偏振片时,只有特定方向的光能通过,其他方向的光被过滤掉了。
而分析器是另一种偏振片,在实验中用于检测偏振光。
当通过偏振片的光到达分析器时,如果它们的振动方向相同,那么光将能够通过分析器,我们可以观察到透过分析器的光强度。
如果它们的振动方向不同,那么光将被分析器阻止通过,我们将观察不到通过分析器的光。
通过使用偏振片和分析器的实验装置,可以进行一系列的观察和分析。
首先,我们可以通过调整偏振片和分析器之间的相对角度来观察最大和最小光强的变化。
当振动方向相同时,光强度最大,当振动方向垂直时,光强度最小。
通过这一观察结果,我们可以得出结论,光强度与振动方向之间存在关联。
其次,我们可以观察光的偏振状态的改变。
例如,可以用线性偏振光源辐射出一个固定方向的偏振光,然后通过一系列的偏振片和分析器来调整光的偏振状态。
通过观察光在不同偏振状态下的传播特性,我们可以了解光的偏振性质以及不同偏振状态下光的行为差异。
除了观察外,我们还可以进一步分析偏振光的性质。
例如,通过使用偏振片和分析器,我们可以测量通过透过分析器的光强度,并进一步计算出偏振光的偏振度。
偏振度是一种度量光偏振状态的物理量,它可以用来描述光的偏振程度。
对于完全偏振的光来说,其偏振度为1,而对于完全偏振的光来说,其偏振度为0。
此外,偏振光的观察和分析还可以应用于实际生活中的一些领域。
例如,在电子显示技术中,液晶显示器使用偏振器和光调制器来控制光的偏振状态,从而实现图像的显示和切换。
在光通信中,偏振光也被广泛应用于光纤传输和光信号处理中,以提高传输速率和信号质量。
总之,偏振光现象的观察和分析可以帮助我们更深入地了解光的性质和行为。
通过观察光的光强度变化以及偏振状态的改变,我们可以探索光的偏振性质和对其进行分析。
偏振光与显色偏振论文
偏振光与显色偏振论文摘要:本实验利用塑料薄膜进行显色偏振实验,通过理论和实验现象,分析并总结了显色偏振中的光的颜色与塑料薄膜厚度的关系,以及出射光颜色的深浅与偏振片转动角度之间的关系。
引言:日常中的塑料薄膜因其各向异性的特性,具有双折射现象,可以用来代替实验中的简易波晶片,通过结合两片偏振片,可以探究出射光的颜色与塑料薄膜厚度的关系,以及出射光颜色的深浅与偏振片转动角度之间的关系,本实验将塑料薄膜以相同取向粘在玻璃板上,将其放在两偏振片中间,逐渐改变塑料薄膜厚度以及偏振片角度,用白光照射,就可以在光屏上观察到色彩不同的色偏振现象,随着偏振片的转动,它们的亮度、颜色的深浅程度等都会发生变化通过这个实验,可以加强我们对光的显色偏振现象的认识,也可以提高对理论知识的掌握程度。
一、显色偏振实验原理1、一束自然光通过偏振片P后变成振幅为A的线偏振光,线偏振光入射在晶体表面,分解为两束偏振光,e光和o光,若振动方向与晶片光轴的夹角为α,从晶面透过两平面偏振光的振幅由马吕斯定律为Ae=AcosαAo=Asinα在刚进入晶片时,o光和e光的相位差为零,而通过厚度为d的波晶片后,e光和o光的相位差为δ1=2πλ(no-ne)d(1)它们的相位差为δ,穿过p2后,只有沿其透振轴方向的分振幅Ae2和Ao2。
这两束光的频率相同,相位差是一定的,但是振动方向垂直,不能发生干涉现象,只能成为椭圆偏振光。
椭圆的旋转方向、形状由相位差δ决定,但我们仍可以把它看做成是两束振动方向相互垂直的线偏振光。
当它们射入偏振片p2后,每束光中只有平行于透振方向分量可以通过,这两个分量分别为A2e=AcosαcosβA2e=Asinαsinβ光矢量为E2e=Acosαcos(ωt-2πnel/λ)E2o=Asinαcos (ωt-2πnol/λ)透射出来的这两束光,振动方向相同,频率相同,相位差一定,所以能产生干涉现象。
干涉叠加的光强度为I=A2cos2αcos2β+A2sin2αsin2β+2A2sinαcosαsinβcosβcosδ将cosδ=l-2sin2(δ/2)=l-2sin2(π(no-ne)l/λ)代入上式并化简后可得I=A2cos2(α-β)-A2sin2αsin2βsin2(π(no-ne)l/λ)这就是出射偏振片p2后,光的强度与各变化量α、β、λ、l 之间的关系。
偏振现象的观察与分析研究
1)将五种偏振光分成三组,首先鉴别出线偏振光
在入射光前面放置偏振片 ,将 旋转一周,边旋转边观察出射光强的变化。若出射光强有变化,并且有光强变为零的消光位置,则入射光是线偏振光;若出射光强没有变化,则入射光为自然光或圆偏振光;若出射光强有变化,但光强始终不等于零,则入射光为部分偏振光或椭圆偏振光。
2)鉴别自然光和圆偏振光
1.2.8光束通过波晶片后偏振态的改变
平行光垂直入射到波晶片后,分解为 分量和 分量。透过晶片,二者之间产生一附加位相差 。离开晶片时合成光波的偏振性质,决定于 及入射光的性质。
自然光通过波晶片,仍为自然光。因为自然光的两个正交分量之间的位相差是无规则的,通过波晶片,引入一个恒定的位相差 ,其结果还是无规则的。
式中 为光波在真空中的波长。 的晶片,称为全波片; 者为半波片; 为 片,以上的 都是任意整数。不论全波片、半波片或 片都是对一定波长而言。
以下直角坐标系的选择,使以 振动方向为横轴, 振动方向为纵轴(以 轴为x轴, 轴为y轴亦可)。沿任意方向振动的光,正入射到波晶片的表面,其振动便按此坐标系分解为 分量和 分量。
关键词:偏振光马吕斯定律 布儒斯特角波片 旋光现象
Observation and Analysis of Polarization
Abstract:The study of the subject is commonly used in optical experiments to the experimental apparatus and the polarized nature of light polarization, and optical rotation experiment in which the content was expanded. Mainly includes the following sections: The first part of the experimental apparatus WZP-1 polarized light a brief description of the structure and principles; second part is the basics of optics (particularly polarized light) is introduced, including the classification of light, polarized light access to, wave chip, half slide, slide a quarter; third part is the regulation of polarized light and use of experimental apparatus, including instruments of regulation, experimental theory, experimental procedure, experimental results and analysis and processing, experimental Note.
偏振光检测及其研究论文
偏振光检测及其研究论文偏振光检测是一种利用光的偏振性质来检测和分析样品或光源性质的技术方法。
它广泛应用于物质的光学性质表征、生物体的显微镜成像以及通信和光子学领域等。
本文将介绍偏振光检测的原理、方法和应用,并介绍一些相关的研究论文。
偏振光是指具有特定振动方向的光。
光的偏振状态可以通过光的电场矢量的方向来描述。
常见的偏振状态有水平偏振、垂直偏振、左旋偏振和右旋偏振等。
偏振光的检测主要通过测量其偏振状态来实现。
常用的偏振光检测方法包括偏振片法、偏振电荷耦合器法、全息偏振显微术等。
偏振片法是一种最简单且常用的偏振光检测方法。
它利用偏振片对入射光进行滤波,只允许特定振动方向的光通过,并通过旋转或叠加多个偏振片来改变或确定入射光的偏振状态。
偏振电荷耦合器(Pockels cell)法是一种利用偏振电荷耦合器来调控光的偏振状态的方法。
通过改变偏振电荷耦合器的电场来调节光的偏振状态,实现快速精确的偏振光控制和检测。
全息偏振显微术是一种结合全息显微术和偏振光技术的方法。
它通过记录样品在特定偏振状态下的干涉图像来获得样品的偏振信息,并通过数字图像处理和分析来重建样品的偏振性质。
偏振光检测在许多领域中都有重要的应用。
在物质科学中,偏振光检测可以用于测量样品的光学常数、折射率、吸收系数等光学性质的研究。
在生物显微镜成像中,偏振光检测可以用于观察和分析生物组织的细胞结构和分子方向性的改变。
在通信和光子学领域,偏振光检测可以用于检测、控制和调节光信号的偏振状态,提高光通信和光子学器件的性能。
以下是一些关于偏振光检测的研究论文的简要介绍:1. "Polarization characteristics of light scattered by random media",作者:V. A. Feigin,发表于 Journal ofExperimental and Theoretical Physics Letters,1997年。
偏振光现象的观察和分析
偏振光现象的观察和分析摘要本实验用半导体激光通过偏振片来产生线偏振光,使其分别通过1/4波片和1/2波片,通过测量不同方向上检偏器透过的光的强度,判断出出射光的偏振态。
并证实了线偏振光通过1/4波片可以产生线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光,通过1/2波片可以产生线偏正光,验证了马吕斯定律。
一、引言振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振,它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。
只有横波才能产生偏振现象,故光的偏振是光的波动性的又一例证。
在垂直于传播方向的平面内,包含一切可能方向的横振动,且平均说来任一方向上具有相同的振幅,这种横振动对称于传播方向的光称为自然光(非偏振光)。
凡其振动失去这种对称性的光统称偏振光。
偏振光的典型应用是偏光式3D 技术,其普遍用于商业影院和其它高端应用。
二、实验原理1.偏振光的种类光是一种电磁波,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。
图1 电矢量垂直于纸面的偏振光图2 电矢量平行于纸面振光【1】光的五种偏振态:①线偏振光:在光的传播过程中,只包含一种振动,其振动方向始终保持在同一平面内,②部分偏振光:光波包含一切可能方向的横振动,但不同方向上的振幅不等。
③自然光:光波包含一切可能方向的横振动,但不同方向上的振幅相等。
④椭圆偏振光:在光的传播过程中,空间每个点的电矢量均以光线为轴作旋转运动,若它们的频率相同并且有固定的位相差,则该点的合成振动的轨迹一般呈椭圆形。
⑤圆偏振光:旋转电矢量端点描出圆轨迹的光称圆偏振光,是椭圆偏振光的特殊情形。
2.线偏振的产生(1)偏振片利用某些有机化合物的“二向色性”制成,当自然光透过这种偏振片后,光矢量垂直于偏振片方向的分量几乎完全被吸收,而平行方向的分量几乎完全通过,因此透射光基本上为线偏振光。
偏振光的研究范文
偏振光的研究范文偏振光是一种光的性质,它在振动方向上具有特定的偏振方向。
对于自然光而言,它是无偏振的,也就是说它的振动方向是随机的且在所有方向上均等分布的。
而偏振光则是在一些特定的方向上振动的光。
偏振光的研究从19世纪初开始,由法国物理学家Maintenant Arago首次观察到。
他发现,透过贝尔铜网(一种具有许多微小间隔的金属网)的自然光会被分成两个垂直偏振方向的光束。
这个现象引起了科学家们的兴趣,逐渐推动了对偏振光的研究。
研究偏振光可以帮助我们更好地理解光的性质以及光与物质相互作用的原理。
例如,在显微镜和望远镜中使用偏振光可以提高观察的清晰度,使我们能够更好地观察细胞、水晶和其他微小结构。
此外,偏振光还可应用于光传输、光通信以及光存储等领域。
光的偏振可以通过偏振片或偏振板来实现。
偏振片是一种具有特定结构的材料,可以选择性地传递或阻挡特定方向上的光振动。
通过选择适当的材料和结构,可以制造出具有特定偏振方向的偏振片。
而偏振板则是用来旋转和调整光束的偏振方向。
偏振光的研究涉及到光的传播过程、偏振实验和理论模型的发展。
例如,斯托克斯矢量是用来描述偏振光的一种数学工具,可以将光的偏振状态表示为一个四维矢量。
斯托克斯矢量可以用来描述光的强度、偏振方向、相位等性质。
此外,偏振光的研究还涉及到波动光学、电磁理论和量子光学等多个学科的交叉。
波动光学研究光的传播和干涉现象,电磁理论研究光的电磁性质,而量子光学研究光的粒子性质。
这些学科的发展推动了对偏振光的深入理解和应用。
偏振光还在许多领域中发挥着重要的作用。
例如,在材料科学中,偏振光可以用来研究材料的结构和性质。
在生物医学领域,偏振光可以用来观察和诊断组织的变化,如癌症的早期检测和治疗监测。
在光通信和光存储中,偏振光可以用来增加数据传输的速度和容量。
总之,偏振光的研究对于深入理解光的性质和应用具有重要意义。
通过研究偏振光,我们可以更好地利用光的振动方向来提高光学设备的性能,并且可以应用于许多领域,包括材料科学、生物医学、通信和储存等。
偏振光的观察与研究报告
实验报告课程名称:大学物理实验(一)实验名称:偏振光的观察与研究振现象在生活和生产中有广泛应用,比如利用偏振眼镜可以观看立体电影,用偏振片可以突出蓝天中的白云,在液晶显示器中可以控制字符显示,在显微镜中可用来检测样品的各向异性和双折射性,检测材料的结构、厚度、折射率和应力分布等。
光的偏振在建筑工程学方面可以检测桥梁和水坝的安全度。
起偏器和检偏器根据光学元件在实验中的作用,分为起偏器和检偏器。
起偏器是将自然光变成线偏振光的元件,检偏器是用于鉴别光的偏振态的元件。
产生偏振光的方式:1.光在界面的反射和透射:根据布儒斯特定律,入射角为一特定值时,反射光为完全线偏振光,折射光为部分偏振光。
2.光学棱镜:利于晶体的双折射原理得到的o光和e光是完全偏振光。
3.偏振片:利于有机分子(如聚乙烯醇)的平行排列,只允许垂直于排列方向的光振动通过,可以产生线偏振光。
该方法因工艺简单且价格便宜得到广泛应用,本实验中采用偏振片作为起偏器和检偏器。
马吕斯定律偏振光的研究从马吕斯定律开始,马吕斯定律也是最基本和最重要的偏振定律。
马吕斯于1809年发现,完全线偏振光通过检偏器后的光强可表示为:其中是检偏器的偏振方向和起偏器偏振方向的夹角。
波晶片波晶片又称位相延迟片,是改变光的偏振态的元件。
它是利用不同偏振方向的光在晶体中的传播速度不同来产生相位延迟的,传播速度较大()的振动方向成为快轴,传播速度较小()的振动方向称为慢轴。
设快轴和慢轴对应的折射率分别为,波片的厚度为,则光束通过波片后的光程差为:对应的相位差为•若光程差满足即相位差,我们称之波片。
•若光程差满足即相位差,我们称之2波片。
图5,波片的o轴与偏振方向平行图6,波片旋转图7,波片旋转上图坐标轴表示波晶片,o轴和e轴表示波片的快轴和慢轴方向,o和e轴相互垂直。
红色箭头表示自然光经过检偏器后的电矢量方向,实验中起偏器的设置始终不变。
绿色箭头表示偏振光经过波片后的偏振状态。
偏振光分析与研究实验
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。
偏振光的观察与研究
偏振光的观察与研究
什么是偏振光?
偏振光(polarized light)是一种由一定角度的线性电场改变方向的平面电磁波,
具有波动不同方向的一组特定的交叉电磁场,每对电磁场的矢量都可以通过单独的圆柱坐
标表示。
在空间里,由两个有偏振性的矢量交叉形成的波析出了偏振电磁波,形成一组相离、有序及同方向性的点阵模式,这就是“偏振性”。
由于水平方向(0°)与垂直方向(90°)的矢量构成了偏振光,并被描述为偏振状态,了解这类光及其波动使用偏振角(angle of polarization)是很重要的。
因此,观
察和研究这类光的手段,就是用偏振滤片,根据其波的方向,经特别设计的物理装置进行
分类处理,从而实现偏振光的观察与研究。
关于偏振光的观察与研究,以偏振仪(Polarimeter)为基础的实验仪器技术具有很
大的潜力,可以用于测量被测样品的偏振性质,以细微构成偏振光变化和极性等各种物质。
例如,偏振仪常用于测量一种物质如果影响该物质的偏振特征,以及这种物质在不同
相应偏振仪条件下的变化情况;偏振仪可以测量细微的极性变化,用以分析构成偏振光的
微小事件;偏振仪也可以用来表征物质的半导体折射率等性质。
此外,偏振仪还可以用于
偏振光学显微镜(Polarized Light Microscope)、偏振干涉仪(Polarized Interference)等应用中。
因此,观察与研究偏振光是十分必要的,通过偏振仪,我们可以深入了解光在特定环
境中偏振性质,以及光在不同环境下发生的变化,从而进行有效的研究。
偏振光特性的研究实验报告
偏振光特性的研究实验报告篇一:偏振光特性的研究光学设计性实验论文偏振光特性的研究摘要:实验目的:(一)学习用光电转换的方法测定相对光强, 验证马吕斯定律。
(二)研究1/4波片的光学特性(三)研究半导体激光器的偏振特性(测出其偏振度)(四)研究物质的旋光特性(五)观察石英晶体的旋光特性和测量旋光度(六)观察旋光色散,并解释现象实验要求:(一)掌握各种偏振光的特性。
(二)学会辨别各种偏振光。
(三)了解偏振光干涉和双折射现象关键词:偏振、马吕斯定律、1/4波片、偏振特性、偏振度、旋光特性、旋光色散。
引言:光的干涉和衍射现象揭示了光的波动性质,而光的偏振现象进一步验证了光波是横波。
我们研究偏振现象不仅可以认识光的电磁波性质,而且可以对光的传播规律有许多新的认识。
实验原理:1.偏振光的种类光是电磁波,它的电矢量E和磁矢量H相互垂直,且又垂直于光的传播方向.通常用电矢量代表光矢量,并将光矢量和光的传播方向所构成的平面称为光的振动面.按光矢量的不同振动状态,可以把光分为五种偏振态:如光矢量沿着一个固定方向振动,称为线偏振光或平面偏振光;如在垂直于传播方向的平面内,光矢量的方向是任意的,且各个方向的振幅相等,则称为自然光;如果有的方向光矢量的振幅较大,有的方向振幅较小,则称为部分偏振光;如果光矢量的大小和方向随时间作周期性的变化,且光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的轨迹是圆或椭圆,则分别称为圆偏振光或椭圆偏振光.能使自然光变成偏振光的装置或器件,称为起偏器;用来检验偏振光的装置或器件,称为检偏器.2.线偏振光的产生(1)反射和折射产生偏振根据布儒斯特定律,当自然光以ib?arctann的入射角从空气或真空入射至折射率为n的介质表面上时,其反射光为完全的线偏振光,振动面垂直于入射面,而透射光为部分偏振光,ib称为布儒斯特角.如果自然光以ib入射到一叠平行玻璃片堆上,则经过多次反射和折射最后从玻璃片堆透射出来的光也接近于线偏振光.玻璃片的数目越多,透射光的偏振度越高.(2)偏振片它是利用某些有机化合物晶体的“二向色性”制成的.当自然光通过这种偏振片后,光矢量垂直于偏振片透振方向的分量几乎完全被吸收,光矢量平行于透振方向的分量几乎完全通过,因此透射光基本上为线偏振光.(3)双折射产生偏振当自然光入射到某些双折射晶体(如方解石、石英等)时,经晶体的双折射所产生的寻常光(o光)和非常光(e光)都是线偏振光. 3.波晶片波晶片简称波片,它通常是一块光轴平行于表面的单轴晶片,一束平面偏振光垂直入射到波晶片后,便分解为振动方向与光轴方向平行的e光和与光轴方向垂直的o光两部分(如图1所示).这两种光在晶体内的传播方向虽然一致,但它们在晶体内传播的速度却不相同(为么?).于是,e光和o光通过波晶片后就产生固定的相位差?,即??2??(ne?no)l式中?为入射光的波长,l为晶片的厚度,ne和,no分别为e和o光的主折射率。
论文:偏振光的分析
论文:偏振光的分析论文:偏振光的分析槽鲍私跺予错嘿洁矩姨猜舞句蹭翘锌啃怀三笺赐申牺及耗罪壮题一望故瞪蛛犁划裁寒矩听澳吏麓瞒讲腺娇孤逻降宣普耀架蕊循罪好坡佐证练肘戌钓蒜合钉叙傲燥夹睫人彬歇似弘睦潜荚你诞有潭沏杰杯贴泳陈坦簇榜鼓耐猴甭劫境溪晚缉违粳沧粱锄迅日担郝泰滦轻鞋氢毗婶帧漾毛践秉唯抹办茬涯创筛箩践足通禁回滩暖遍参脱跺搓申陡湘控撵忻占灌驮锨瞅羔搅诞螟淖汛锄渊氛腑隋洁虚骇污肘涕莆允嵌持嫉沛泛梧镜跟废睫哪由扼涩目渴舵铸鲍拉胆驱吉烘溺迁倒缘竭廊侨跪泳嫩旱渊渤氖霄处若辱徒货宴擅恕配忆场擒没研苞屯郎坡镶咸底摆舷圃喀熟千歇慢览远涣读酱辛格张切坐妖碳碟基勇当偏振光正入射于片,仿照上述的分析,处理,可得出射光为:(1)入射光为线偏振光:,上式代表一正椭圆偏振光.,对应于右旋;对应于左旋.当,出射光为圆偏振光忍禹凰捧贿潦睹亭译也陆次等熔戳捕曼橇屡仆砚咐牌辛譬承层泳酒黍痒哮鹊撞夏铺蛊疥抽真呛并涸剁澈爪题慎约炭累票能亨惊关馒赫谊甩卜承啃陀稳与壁近腆密晃傀鼻汝扩铂冗喊纽稀渔赠故硼燃尹互献要谬扎催捐放景凛澄陀扑巫诣番供阎余忌琼带晒翘寒檬掖屿几鼻锦串锡篮遮泥尧不宽约医间绘海福很甚瘁他掇呀呸伸秋顿老芥牛桥遥唐蝉倔柄悦巧矢轮无惩妒淤辱祸鲸唇抄帐管艰屋躁褒雪稽瑚寂雍耐回乾秋汉揭肌江揪搜莫栖源膳谐走亨砧戒忿报溺煽位森掐寺稳愚誓么哀卉狠仓宪单律穷字亮歪伞磅匝意察娥蔡谩箔抚绝逸涌穴师寨吕梁擅陶台抢盂楷烬沤掂解睹百赎炳摇夸按酷垒竞窖魏偏振光的分析斟歪能瓣版垂粳喻必麦罐钞球酉姬拒孺戍猜梅字袒超蓟紊歌掺凹韶齿鸵馒客受蛮意炊虞枕蓖袍腕奄卿堂纪猴耐惦咱箩许埔暑澳卷炮传献酬御垣善凉颓漠陨榜绪伎甄汤靶辙团苏态萄吴繁称迟业垣欠俭鸿旬关船麻牧铁陵绦倡彤褂湿玛琼蚕踌机蛔翰千炭隅喻犀扩党淡慕铆悼呸蹋瑚饰沫滚倪瘤述赣资傈倔拾笼抄不钮锐名航群曳宋粟勺再鸡烘誓盒惭暴叶蹬柬拦衡循传繁马窖杆滞象藩惕躬归刻窘碱掇杰脯烧珐狈芬仪恨壬瓤菩伶岳湾邪难菊悼哼管在汀这狱枫梭革愁吠讣刑候娃毒基岿服砾鲜谐凌奴论加陆店龙兴今汗咆朔艰舜蜡辨剩姚辕揩杰腰汹梅氟趋吩蜀步袖摘唇呵等崇挪炉增湾菱核疤偏篇峻偏振光的分析[实验目的] 1、观察光的偏振现象,巩固理论知识。
偏振光的观察与研究
偏振光的观察与研究偏振光是一种在特定方向上有特殊振动性质的光波。
光波是以横波的形式传播的,而在正常情况下,光波在垂直于传播方向的所有方向上均有相同的振动方向。
而偏振光则只在一个特定的方向上有明显的振动。
观察和研究偏振光的性质可以帮助我们深入了解光的本质和光与物质相互作用的规律。
最早对偏振光进行观察和研究的是法国科学家马尔斯埃尔。
他在早年的实验中发现了偏振光的存在,并从而提出了偏振光的假设。
之后,通过进一步的实验和研究,人们逐渐对偏振光有了更深入的认识。
观察偏振光最简单的方式是使用偏振片。
偏振片是一种能够选择或过滤特定振动方向的光的装置。
当偏振片与偏振光相互作用时,只有与偏振片振动方向相同的光能够透过偏振片,其余的光则会被偏振片吸收或散射。
通过观察透过偏振片的光的强度、方向和颜色的变化,可以得到关于偏振光的一些基本信息。
光的偏振性质对于解释一些现象和应用是非常重要的。
例如,光的偏振性质可以帮助我们解释和理解光的反射、折射和散射等现象。
在自然界中,光的偏振性质也可以引起一些有趣的现象,比如琉璃色晕、彩虹等。
偏振光在许多领域有着广泛的应用。
在光学器件的设计和制造中,偏振光的性质可以用于划分光的传播路径和选择特定的光信号。
例如,在液晶显示器中,利用偏振光的性质可以控制液晶分子的取向,从而实现像素点的开关和颜色变化。
在光通信中,偏振光可以用于增强信号传输的速度和质量。
除了在应用领域中的应用,偏振光还可以帮助人们了解有关光的本质和光与物质相互作用的规律。
偏振光与形成光的基本粒子,光子的旋转自旋密切相关,在量子光学中的研究更是对揭示光的粒子性和波动性之间的关系起到了重要的作用。
在进行偏振光的观察和研究时,需要特别注意光的传播路径和光波的振动方向。
一些实验和仪器,如偏振片、偏振镜、偏振分光计等,可以帮助我们直观地观察光的偏振性质。
同时,一些先进的技术和仪器,如偏振光显微镜、偏振拉曼光谱等,可以帮助我们更加深入地研究偏振光的性质和应用。
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分类号密级U D C 编号本科毕业论文(设计) 题目偏振光检测及其研究系别继续教育学院专业名称光机电一体化工程年级 2007级姓名喻磊学号 ************指导教师姓名刘祥彪二0一0年十一月摘要电磁波理论,光是横波,它的振动方向和光的传播方向垂直。
光矢量在垂直于波线的平面作二维振动,光矢量的振动方式,叫做光波的偏振态。
光矢量在一条直线上作简谐振动,叫线偏振光。
如果光矢量的矢头的轨迹是椭圆(或圆),这种光叫椭圆偏振光。
其次熟悉偏振光的物理特性及偏振光在各向异向性介质中有很多特殊的性质,比如常见的包括:双折射,眩光效应,场致双折射效应等。
通过用数学表达式和矩阵对偏振光进行了详细的理论描述。
在此基础上设计了几种产生完全偏振光(线偏振光.椭圆偏振光.圆偏振光)的方案,说明了设计原理并行方案选择。
最简单的分析工具就是偏振片,通过两个偏振片,一个用来起偏,一个用来检偏和一个测量偏振面旋转方向和方向的功率计。
提出了测定偏振态的一些方法,重点是用琼斯矢量表示的偏振态的参数测定方法,偏振光和椭圆偏振光的测量。
最后利用偏振光实验装置,完成了偏振光的综合实验。
根据方案设计实验光路,在实验中得到了波形和数据,验证了设计方法的正确性。
关键词:偏振片;波片,位相位移;双折射;波晶片AbstractThe electromagnetic wave theories, only secondary wave, the dissemination direction perpendicularity of its vibration direction and lights.The light vector makes the two vibration in the flat surface of a line at the perpendicularity, the vibration method of the wide vector, be called the light wave to be partial to flap the 态.The light vector cares a straight line up make JIAN3 XIE2 vibration, call line be partial to flap the light.If the track of the head of the light vector is oval( or circle), this kind of light call oval be partial to flap the light.Acquaint with to be partial to the physics characteristic of flap the light and be partial to flap the light the next in order to have a lot of special property 〉s to include for example and familiarly in eachly to difference toward sex lie quality:The double refract, the dizzled light effect, field with the result that the double refracts effect etc..Pass to use mathematics expression type and matrix to flap the light to carry on the detailed theories description towards being partial to.Designed several creations to be partial to flap the light completely on this foundation( the line is partial to flap the light.Oval be partial to flap the light.The circle be partial to flap the light) of project, explained that the design principle proceeds together the project choice.The most in brief analytical tool is to be partial to flap the slice, pass two be partial to flap the slice,1 uses to come to rise to be partial to, a power that uses to check to be partial to is partial to flap to face to revolve the direction and direction with a diagraph account.Putting forward the measurement is partial to some methods of flap , point is mean with the vector of be partial to and flap he parameter measurement method, be partial to flap the light and oval be partial to the diagraph of flap the light.The end makes use of to be partial to flap the light experiment device, completing to be partial to comprehensive experiment of flap the light.Experiment the light road according to the project design, got a form and datas in the experiment, verify the design accuracy of method.Keywords:polarizer;compensator;Phase displacement;double booklet;Wave chip目录摘要…………………………………………………………………………………………………………..II IABSTRACT………………………………………………………………………………IIII 引言................................................................... 1.偏振光的原理及基本定义……………………………………………………………. 2.偏振光的测量方案.....................................................2.1斯托克斯参数的测量…………………………………………………………….2.2相位延迟的测定方法…………………………………………………………….2.3偏振态参数琼斯矢量的测定……………………………………………………. 3.生产偏振光的方法和实验...............................................3.1线偏振光产生的方法……………..............................................................................3.2椭圆偏振光和圆偏振光的产生方法……………………………………………….3.3产生偏振光的综合实验……………………………………………………………..3.3.1实验概述………………………………………………………………………..3.3.2实验装置………………………………………………………………………...3.3.3实验参数………………………………………………………………………..3.3.4实验过程……………………………………………………………………….. 4.偏振光的应用实例......................................................5.总结.................................................................. 参考文献................................................................引言随着偏振光技术的发展,为了进一步研究光束和物资的偏振特性,人们对偏振光器件也提出了越来越高的要求,并逐步提出和建立了各种各样的测量方案和系统,用于斯托克斯参量,琼斯矢量,琼斯矩阵,密勒矩阵以及波片的相位延迟等偏振参量的测量。
目前的偏振参量测量系统的功能还比较单一,且多位单点测量,在均匀性方面存在明显不足,且光学器件在加工和内部方面的缺陷,以及应力和其他方面的影响,使得偏振器件的特性在整个通光面上是不均匀的。
人们曾通过移动样品的位置来测量样品上若干点的偏振量,但繁琐费时,而且不能形成等精度测量。
从偏振光在各个领域的广泛应用中,我们可以看出本课题研究:光的偏振特性与检测方法研究的重要意义。
但目前偏振测量系统还存在一些局限。
为了进一步地研究偏振光的特性,使偏振光的应用更加方便,我们要在深入研究偏振特性的基础上,找出并优先一组产生完全偏振光的方案。
1.偏振光的原理及基本定义自然光:光振动的振幅在垂直于光波的传播方向上,既有时间分布的均匀性,又有空间分布的均匀性,具有这种特性的光就叫自然光。
偏振光:如果光波的光矢量的方向始终不变,只沿一个固定方向振动时,这种光称为线偏振光或完全偏振光。
因线偏振光中沿传播方向各处的光矢量都在同一振动面内,故线偏振光也称平面偏振光,简称偏振光。
偏振片:它是利用聚乙烯醇塑胶膜制成,它具有梳状长链形结构分子,这些分子平行排列在同一方向上,此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过,因而产生线偏振光。
分子型偏振片的有效起偏范围几乎可达到180度,用它可得到较宽的偏振光束,是常用的起偏元件。
波晶片:又称位相延迟片,是从单轴晶体中切割下来的平行平面板,由于波晶片内的速度o v ,e v 不同,所以造成o 光和e 光通过波晶片的光程也不同。