西邮MATLAB光波偏振态的仿真实验报告
【2018最新】仿真实验偏振光实验报告-推荐word版 (10页)
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==仿真实验偏振光实验报告篇一：偏振光实验报告仿真课程：系别：专业班级：大学物理仿真实验电信学院实验报告------ 物理仿真实验实验名称：偏振光实验实验报告日期： 201X 年 11 月 28 日学号：*******************姓名： *******教师审批签字1.实验原理：偏振光原理：按电磁波理论,光是横波，它的振动方向和光的传播方向垂直.实际中最常见的光的偏振态大体为五种，即自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏娠光和椭圆偏振光．1. 自然光是各方向的振幅相同的光。
对自然光而言，它的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内可取所有可能的方向，没有一个方向占有优势.若把所有方向的光振动都分解到相互垂直的两个方向上，则在这两个方向上的振动能量和振幅都相等。
2．线偏振光是在垂直于传播方向的平面内，光矢量只沿一个方向振动。
起偏器是将非偏振光变成线偏振光的器件；检偏器是用于鉴别光的偏振光状态的器件。
常见的起偏或检偏的元件构成有两种：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.光学棱镜：如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，它是利用光学双折射的原理制成的；3．部分偏振光：除了自然光和线偏振光外，还有一种偏振状态介于两者之间的光．如果用偏振片去检验这种光的时候，随着检偏器透光方向的转动，透射光的强度既不象自然光那样不变，又不象线偏振光那样每转90o。
交替出现强度极大和消光．其强度每转90o也交替出现极大和极小，但强度的极小不是0(即不消光)。
从内部结构看，这种光的振动虽然也是各方向都有，但不同方向的振幅大小不同，具有这种特点的光，叫做部分偏损光我们假定波是沿z轴传播的，在图中它垂直纸面迎面而系．这时若电矢量按逆时针方向旋转，我们称为左旋圆偏振光。
偏振态检测实验报告
1. 理解偏振光的基本概念和特性。
2. 掌握使用偏振片检测不同偏振态光的方法。
3. 通过实验验证马吕斯定律，加深对偏振光理论的理解。
二、实验原理光是一种电磁波，具有横波性质。
当光波的振动方向在某一特定平面内时，我们称这种光为偏振光。
偏振光可分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。
线偏振光：光波的振动方向在某一平面内，且该平面的方向与光传播方向垂直。
圆偏振光：光波的振动方向在某一平面内，且该平面的方向与光传播方向垂直，光波的振动方向在传播过程中始终保持在同一圆周上。
椭圆偏振光：光波的振动方向在某一平面内，且该平面的方向与光传播方向垂直，光波的振动方向在传播过程中始终保持在同一椭圆上。
偏振片是一种能够使自然光变为偏振光的器件。
当自然光通过偏振片时，只有与偏振片透振方向平行的光振动分量能够通过，而与透振方向垂直的光振动分量则被吸收。
马吕斯定律指出，当线偏振光通过偏振片时，透射光的强度与入射光的强度和偏振片透振方向与入射光振动方向的夹角余弦的平方成正比。
三、实验仪器与材料1. 自然光源2. 偏振片3. 激光器4. 光具座5. 光电探测器6. 数据采集系统7. 计算机软件1. 将自然光源、偏振片、激光器、光具座、光电探测器和数据采集系统连接好。
2. 将自然光源发出的光通过偏振片，使其变为线偏振光。
3. 将线偏振光通过光电探测器，并记录下光强。
4. 逐渐旋转偏振片，记录下不同角度下光电探测器接收到的光强。
5. 根据实验数据，验证马吕斯定律。
6. 改变自然光源的偏振态，重复上述步骤，观察不同偏振态光通过偏振片后的变化。
五、实验结果与分析1. 当偏振片透振方向与入射光振动方向平行时，光电探测器接收到的光强最大；当偏振片透振方向与入射光振动方向垂直时，光电探测器接收到的光强最小。
这验证了马吕斯定律。
2. 当自然光源发出的是线偏振光时，旋转偏振片可以改变光电探测器接收到的光强。
当自然光源发出的是圆偏振光或椭圆偏振光时，旋转偏振片同样可以改变光电探测器接收到的光强，但光强变化曲线与线偏振光不同。
《2024年基于Matlab的光学实验仿真》范文
《基于Matlab的光学实验仿真》篇一一、引言光学实验是物理学、光学工程和光学科学等领域中重要的研究手段。
然而，实际的光学实验通常涉及到复杂的光路设计和精密的仪器设备，实验成本高、周期长。
因此，通过基于Matlab的光学实验仿真来模拟光学实验，不仅能够为研究提供更方便的实验条件，而且还可以帮助科研人员更深入地理解和掌握光学原理。
本文将介绍基于Matlab的光学实验仿真的实现方法和应用实例。
二、Matlab在光学实验仿真中的应用Matlab作为一种强大的数学计算软件，在光学实验仿真中具有广泛的应用。
其强大的矩阵运算能力、图像处理能力和数值模拟能力为光学仿真提供了坚实的数学基础。
1. 矩阵运算与光线传播Matlab的矩阵运算功能可用于模拟光线传播过程。
例如，光线在空间中的传播可以通过矩阵的变换实现，包括偏振、折射、反射等过程。
通过构建相应的矩阵模型，可以实现对光线传播过程的精确模拟。
2. 图像处理与光场分布Matlab的图像处理功能可用于模拟光场分布和光束传播。
例如，通过傅里叶变换和波前重建等方法，可以模拟出光束在空间中的传播过程和光场分布情况，从而为光学设计提供参考。
3. 数值模拟与实验设计Matlab的数值模拟功能可用于设计光学实验方案和优化实验参数。
通过构建光学系统的数学模型，可以模拟出实验过程中的各种现象和结果，从而为实验设计提供依据。
此外，Matlab还可以用于分析实验数据和优化实验参数，提高实验的准确性和效率。
三、基于Matlab的光学实验仿真实现方法基于Matlab的光学实验仿真实现方法主要包括以下几个步骤：1. 建立光学系统的数学模型根据实际的光学系统，建立相应的数学模型。
这包括光路设计、光学元件的参数、光束的传播等。
2. 编写仿真程序根据建立的数学模型，编写Matlab仿真程序。
这包括矩阵运算、图像处理和数值模拟等步骤。
在编写程序时，需要注意程序的精度和效率，确保仿真的准确性。
3. 运行仿真程序并分析结果运行仿真程序后，可以得到光束传播的模拟结果和光场分布等信息。
光的偏振实验的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光波偏振特性的理解。
2. 学习直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生与检验方法。
3. 掌握利用偏振光进行相关物理量测量的原理与技巧。
二、实验原理1. 光的偏振现象：光波是横波，其电矢量振动方向与传播方向垂直。
自然光在传播过程中，电矢量振动方向在垂直于传播方向的平面内取所有可能的方向，称为非偏振光。
而偏振光是指电矢量振动方向局限在某一确定平面内的光波。
2. 偏振光的产生：自然光通过起偏器（如偏振片）后，只有某一方向的振动成分能够通过，从而产生偏振光。
3. 偏振光的检验：利用检偏器（如偏振片）可以检验光的偏振状态。
当偏振光通过检偏器时，若电矢量振动方向与检偏器光轴平行，则光强不变；若电矢量振动方向与检偏器光轴垂直，则光强为零。
4. 偏振光的分解：利用波片可以将偏振光分解为两个正交的偏振光。
其中，1/4波片可以将线偏振光分解为圆偏振光和椭圆偏振光。
三、实验仪器1. 激光器：产生单色光。
2. 偏振片：产生和检验偏振光。
3. 波片：分解偏振光。
4. 光具座：固定实验器材。
5. 照度计：测量光强。
6. 支架：固定实验器材。
四、实验步骤1. 将激光器发出的光通过偏振片，得到线偏振光。
2. 将线偏振光通过1/4波片，得到圆偏振光和椭圆偏振光。
3. 利用偏振片和检偏器检验圆偏振光和椭圆偏振光的偏振状态。
4. 通过改变偏振片和检偏器的相对位置，观察光强变化，验证马吕斯定律。
5. 测量圆偏振光和椭圆偏振光的光强，分析其偏振特性。
五、实验数据及处理1. 观察到线偏振光通过偏振片后，光强减弱；圆偏振光和椭圆偏振光通过检偏器时，光强有规律地变化。
2. 当偏振片和检偏器的光轴平行时，光强最大；当偏振片和检偏器的光轴垂直时，光强为零。
验证了马吕斯定律。
3. 测量得到圆偏振光和椭圆偏振光的光强，分析其偏振特性。
六、实验结果与分析1. 通过实验，观察到光的偏振现象，加深了对光波偏振特性的理解。
西安邮电大学光学实验matlab仿真结果分析与程序
光学实验实验报告课程名称：光学实验*名：***学院：电子工程学院系部：光电子技术系专业：电子科学与技术年级：科技1201学号：********指导教师：**2014年12 月24 日光波在介质中界面上的反射及透射特性一．实验目的：1．掌握反射系数及透射系数的概念；2．掌握反射光与透射光振幅和相位的变化规律； 3．掌握布儒斯特角和全反射临界角的概念。
二．实验原理：1 反射定律和折射定律光由一种介质入射到另一种介质时，在界面上将产生反射和折射。
现假设二介质为均匀、透明、各向同性介质，分界面为无穷大的平面，入射、反射和折射光均为平面光波，其电场表示式为)(0r k t i l l l l e E E ⋅--=ω l =i, r, t式中，脚标i 、r 、t 分别代表入射光、反射光和折射光；r 是界面上任意点的矢径，在图2-1所示的坐标情况下，有r=ix+jy图2-1 平面光波在界面上的反射和折射 图2-2 k i 、k r 、k t 三波矢关系根据电磁场的边界条件，可以得到如下关系)(0)(t i r i tr i =⋅-=⋅-==r k k r k k ωωω 这些关系表明：①入射光、反射光和折射光具有相同的频率；②入射光、反射光和折射光均在入射面内，k i 、k r 和k t 波矢关系如图2-2所示。
进一步可得tt i i r r i i sin sin sin sin θθθθk k k k == 或tt i i r r i i sin sin sin sin θθθθn n n n ==即介质界面上的反射定律和折射定律，它们给出了反射光、折射光的方向。
折射定律又称为斯涅耳(Snell)定律。
2 菲涅耳公式 s 分量和p 分量通常把垂直于入射面振动的分量称做s 分量，把平行于入射面振动的分量称做p 分量。
为讨论方便起见，规定s 分量和p 分量的正方向如图2-3所示。
图2-3 s 分量和p 分量的正方向反射系数和透射系数 假设介质中的电场矢量为)(i 0e r k t l l l E E ⋅--=ω l =i, r, t其s 分量和p 分量表示式为)(i 0e r k t lm lm l E E ⋅--=ω m =s,p则定义s 分量、p 分量的反射系数、透射系数分别为tmtm m im rmm E E t E E r 0000==菲涅耳公式假设界面上的入射光、反射光和折射光同相位，根据电磁场的边界条件及s 分量、p 分量的正方向规定，可得ts rs s E E E i =+和2tp 1rp 1ip cos cos cos θθθH H H =-利用E H εμ=，上式变为22ts 11rs is cos cos )(θθn E n E E =-再利用折射定律，消去E ts ，经整理可得)sin()sin(1212is rs θθθθ+-=E E 根据反射系数定义，得到)sin()sin(2121θθθθ+--=s r221111cos cos cos 2θθθn n n t s +=将所得到的表示式写成一个方程组，就是著名的菲涅耳公式：212122112*********tan tan tan tan cos cos cos cos )sin()sin(θθθθθθθθθθθθ+--=+-=+--==n n n n E E r is rs s 2121211221122121002sin 2sin 2sin 2sin cos cos cos cos )tan()tan(θθθθθθθθθθθθ+-=+-=+-==n n n n E E r iprp p 21121121112100221111212100cos cos cos 2)cos()sin(sin cos 2cos cos cos 2)sin(sin cos 2θθθθθθθθθθθθθθθθn n n E E t n n n E E t iptp p is ts s +=-+==+=+==这些系数首先是由菲涅耳用弹性波理论得到的，所以又叫做菲涅耳系数。
光偏振实验报告实验记载
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光波横波性的认识。
2. 理解并验证马吕斯定律，掌握偏振光的产生和检验方法。
3. 掌握起偏器和检偏器的使用，熟悉不同偏振态光的产生与转换。
二、实验原理1. 光的偏振现象：光波是一种电磁波，其振动方向垂直于传播方向。
当光波通过某些特定介质或器件时，其振动方向发生改变，形成偏振光。
2. 马吕斯定律：当一束完全线偏振光通过一个偏振器时，透射光的光强与入射光的光强成正比，且透射光的光强与偏振器的偏振方向和入射光的光矢量振动方向的夹角有关。
3. 偏振光的产生和检验：利用起偏器和检偏器可以产生和检验偏振光。
起偏器可以使自然光变为线偏振光，检偏器可以检验光是否为偏振光。
三、实验仪器与用具1. 光具座2. 半导体激光器3. 偏振片4. 1/4波片5. 激光功率计6. 光屏四、实验步骤1. 将半导体激光器放置在光具座上，调整激光器的光束方向，使其垂直照射到偏振片上。
2. 将偏振片放置在光具座上，调整其偏振方向，观察光屏上的光强变化。
3. 在偏振片后放置1/4波片，调整1/4波片的光轴方向，观察光屏上的光强变化。
4. 将检偏器放置在1/4波片后，调整检偏器的偏振方向，观察光屏上的光强变化。
5. 改变偏振片和1/4波片的相对位置，观察光屏上的光强变化，验证马吕斯定律。
6. 利用偏振片和1/4波片产生椭圆偏振光和圆偏振光，观察光屏上的现象。
五、实验结果与分析1. 在实验过程中，当偏振片的偏振方向与入射光的光矢量振动方向平行时，光屏上的光强达到最大；当偏振片的偏振方向与入射光的光矢量振动方向垂直时，光屏上的光强达到最小。
2. 当1/4波片的光轴方向与偏振片的偏振方向平行时，光屏上的光强达到最大；当1/4波片的光轴方向与偏振片的偏振方向垂直时，光屏上的光强达到最小。
3. 在实验过程中，改变偏振片和1/4波片的相对位置，验证了马吕斯定律。
4. 通过实验观察，产生了椭圆偏振光和圆偏振光，并观察到了相应的现象。
光偏振现象的实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光波偏振性的理解。
2. 掌握起偏器和检偏器的使用方法，以及马吕斯定律的应用。
3. 学习偏振光在光学技术中的应用。
二、实验原理光是一种电磁波，具有横波特性。
当光波在传播过程中，其电场矢量（E）和磁场矢量（H）垂直于传播方向。
在自然光中，E矢量在所有可能的方向上振动，而在偏振光中，E矢量只在特定方向上振动。
起偏器（如偏振片）可以将自然光转化为偏振光，检偏器（如第二个偏振片）可以用来检测和调节偏振光的偏振方向。
根据马吕斯定律，当偏振光通过检偏器时，其强度与入射光的偏振方向和检偏器偏振方向的夹角有关。
三、实验仪器1. 自然光源（如激光器）2. 起偏器（偏振片）3. 检偏器（偏振片）4. 光屏5. 支架和固定装置6. 量角器四、实验步骤1. 将自然光源、起偏器和光屏依次放置在支架上，调整光路使其成为直线传播。
2. 在光路上放置起偏器，调整其角度，观察光屏上的光强度变化。
3. 在起偏器后放置检偏器，调整其角度，观察光屏上的光强度变化。
4. 改变起偏器和检偏器的相对角度，观察光屏上的光强度变化，并记录实验数据。
5. 通过实验验证马吕斯定律，并分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 在实验过程中，观察到当起偏器和检偏器的偏振方向平行时，光屏上的光强度最大；当两者偏振方向垂直时，光屏上的光强度最小。
2. 通过实验数据，验证了马吕斯定律：光强度与入射光的偏振方向和检偏器偏振方向的夹角的余弦平方成正比。
3. 分析实验结果，得出以下结论：- 偏振光具有方向性，其强度与偏振方向有关。
- 起偏器和检偏器可以用来调节和检测偏振光的偏振方向。
- 马吕斯定律是描述偏振光性质的重要定律。
六、实验讨论1. 实验过程中，光屏上的光强度变化可能受到多种因素的影响，如起偏器和检偏器的质量、环境光线等。
为了提高实验结果的准确性，应尽量减小这些因素的影响。
2. 实验结果表明，偏振光在光学技术中具有重要的应用价值，如液晶显示、光学通信、光学成像等。
波的偏振实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光的偏振特性的理解。
2. 验证马吕斯定律，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方法。
二、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。
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。
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。
3. 1/2波片和1/4波片1/2波片可以将线偏振光转换为圆偏振光，而1/4波片可以将圆偏振光转换为椭圆偏振光。
三、实验仪器1. He-Ne激光器2. 光具座3. 偏振片（两块）4. 632.8nm的1/4波片（两块）5. 玻璃平板及0°、90°任意刻度盘6. 白屏等四、实验步骤1. 将激光器发射的光通过第一块偏振片，使其成为线偏振光。
2. 将线偏振光通过1/4波片，使其变为圆偏振光。
3. 将圆偏振光通过第二块偏振片，观察出射光的偏振状态。
4. 改变第二块偏振片的角度，观察出射光的偏振状态变化，验证马吕斯定律。
5. 将圆偏振光通过1/4波片，使其变为椭圆偏振光。
6. 将椭圆偏振光通过第二块偏振片，观察出射光的偏振状态。
五、实验数据与处理1. 观察到当第二块偏振片与第一块偏振片垂直时，出射光为暗光；当第二块偏振片与第一块偏振片平行时，出射光为亮光。
西安邮电大学光学实验matlab仿真结果分析与程序
光学实验实验报告课程名称：光学实验姓名：伍金霄学院：电子工程学院系部：光电子技术系专业：电子科学与技术年级：科技1201学号：指导教师：刘娟2014年12 月24 日光波在介质中界面上的反射及透射特性一．实验目的：1．掌握反射系数及透射系数的概念；2．掌握反射光与透射光振幅和相位的变化规律； 3．掌握布儒斯特角和全反射临界角的概念。
二．实验原理：1 反射定律和折射定律光由一种介质入射到另一种介质时，在界面上将产生反射和折射。
现假设二介质为均匀、透明、各向同性介质，分界面为无穷大的平面，入射、反射和折射光均为平面光波，其电场表示式为)(0r k t i l l l l e E E ⋅--=ω l =i, r, t式中，脚标i 、r 、t 分别代表入射光、反射光和折射光；r 是界面上任意点的矢径，在图2-1所示的坐标情况下，有r=ix+jy图2-1 平面光波在界面上的反射和折射 图2-2 k i 、k r 、k t 三波矢关系根据电磁场的边界条件，可以得到如下关系)(0)(t i r i tr i =⋅-=⋅-==r k k r k k ωωω 这些关系表明：①入射光、反射光和折射光具有相同的频率；②入射光、反射光和折射光均在入射面内，k i 、k r 和k t 波矢关系如图2-2所示。
进一步可得tt i i r r i i sin sin sin sin θθθθk k k k == 或tt i i r r i i sin sin sin sin θθθθn n n n ==即介质界面上的反射定律和折射定律，它们给出了反射光、折射光的方向。
折射定律又称为斯涅耳(Snell)定律。
2 菲涅耳公式 s 分量和p 分量通常把垂直于入射面振动的分量称做s 分量，把平行于入射面振动的分量称做p 分量。
为讨论方便起见，规定s 分量和p 分量的正方向如图2-3所示。
图2-3 s 分量和p 分量的正方向反射系数和透射系数 假设介质中的电场矢量为)(i 0e r k t l l l E E ⋅--=ω l =i, r, t其s 分量和p 分量表示式为)(i 0e r k t lm lm l E E ⋅--=ω m =s,p则定义s 分量、p 分量的反射系数、透射系数分别为tmtm m im rmm E E t E E r 0000==菲涅耳公式假设界面上的入射光、反射光和折射光同相位，根据电磁场的边界条件及s 分量、p 分量的正方向规定，可得ts rs s E E E i =+和2tp 1rp 1ip cos cos cos θθθH H H =-利用E H εμ=，上式变为22ts 11rs is cos cos )(θθn E n E E =-再利用折射定律，消去E ts ，经整理可得)sin()sin(1212is rs θθθθ+-=E E 根据反射系数定义，得到)sin()sin(2121θθθθ+--=s r221111cos cos cos 2θθθn n n t s +=将所得到的表示式写成一个方程组，就是著名的菲涅耳公式：212122112*********tan tan tan tan cos cos cos cos )sin()sin(θθθθθθθθθθθθ+--=+-=+--==n n n n E E r is rs s 2121211221122121002sin 2sin 2sin 2sin cos cos cos cos )tan()tan(θθθθθθθθθθθθ+-=+-=+-==n n n n E E r iprp p 21121121112100221111212100cos cos cos 2)cos()sin(sin cos 2cos cos cos 2)sin(sin cos 2θθθθθθθθθθθθθθθθn n n E E t n n n E E t iptp p is ts s +=-+==+=+==这些系数首先是由菲涅耳用弹性波理论得到的，所以又叫做菲涅耳系数。
《2024年基于Matlab的光学实验仿真》范文
《基于Matlab的光学实验仿真》篇一一、引言光学实验在科学研究和教学领域占据重要地位，它们通过直观的实验方式展示光的性质和行为，同时帮助研究人员深化对光学原理的理解。
然而，由于实验条件、设备及环境因素的限制，一些实验可能难以进行或结果不理想。
因此，基于Matlab的光学实验仿真应运而生，它能够模拟真实的光学实验环境，提供更为准确和可靠的结果。
本文将详细介绍基于Matlab的光学实验仿真过程及其应用。
二、Matlab仿真环境介绍Matlab是一款强大的数学计算软件，它提供了丰富的函数库和工具箱，可以方便地进行光学仿真实验。
在光学仿真中，Matlab的图像处理工具箱和光学工具箱发挥了重要作用。
通过这些工具箱，我们可以模拟光线的传播、干涉、衍射等现象，从而实现对光学实验的仿真。
三、光学实验仿真过程1. 确定仿真目标：首先，需要明确仿真的目标，即要模拟哪种光学实验或现象。
这需要结合实际需求和实验条件进行确定。
2. 建立仿真模型：根据仿真目标，建立相应的光学仿真模型。
这包括光源模型、光路模型、探测器模型等。
在Matlab中，可以通过编写代码或利用工具箱中的函数来建立这些模型。
3. 设置仿真参数：根据实际需要，设置仿真参数，如光源的波长、光路的长度和角度、探测器的灵敏度等。
这些参数将直接影响仿真的结果。
4. 运行仿真：在设置好参数后，运行仿真程序。
Matlab将根据建立的模型和参数进行计算，并输出仿真结果。
5. 分析结果：对仿真结果进行分析，验证其是否符合预期。
如果存在差异，需要调整模型或参数，重新进行仿真。
四、光学实验仿真的应用1. 教学应用：基于Matlab的光学实验仿真可以用于教学领域。
通过仿真实验，学生可以直观地了解光的传播和相互作用过程，加深对光学原理的理解。
同时，仿真实验还可以弥补实际实验条件的不足，提高教学效果。
2. 科学研究：在科学研究领域，基于Matlab的光学实验仿真可以用于模拟复杂的光学现象和实验。
matlab光学仿真源代码与试验结果
1.光波偏振态clear all; %清零c=3*10^8; %光速l=632.8*10^(-9); %波长f=c/l; %频率T=1/f; %周期w=2*pi*f; %角速度k=w/c; %波矢量%三维显示for m=0:1:7a=0;b=m*pi/4;Eox=10;Eoy=10;t=0; %定义在t不变，z变化z=0:T*c/100:5*T*c;Ex=Eox*cos(w*t-k*z+a);Ey=Eoy*cos(w*t-k*z+b);subplot(4,4,m+1);axis squareplot3(z,Ex,Ey,'c');zlabel('z','Color','g');xlabel('x','Color','g');ylabel('y','Color','g');title(['φ={',num2str(m),'}*pi/4'],'Color','b') %显示各个图像的φ值end%二维显示n=9;for b=0:pi/4:7*pi/4t=linspace(0,T,1000);Ex=Eox*cos(w*t+a);Ey=Eoy*cos(w*t+b);subplot(4,4,n);n=n+1;plot(Ex,Ey,'c'); %显示二维图像xlabel('x','Color','g');ylabel('y','Color','g');axis squaretitle(['φ={',num2str(n-10),'}*pi/4'],'Color','b') %显示各个图像的φ值end2.光波在介质中截面的上的反射和透射特性的仿真clear all; %清零%n1=1; %设定n1，n2的值%n2=1.52;n1=1.52;n2=1;n=n2./n1;%n1<n2情况下if n1<n2subplot(1,3,1)a1=0:pi/100:pi/2; %入射角a2=asin(n1.*sin(a1)./n2); %折射角rs=-sin(a1-a2)./sin(a1+a2);rp=tan(a1-a2)./tan(a1+a2);ts=2.*cos(a1).*sin(a2)./sin(a1+a2);tp=2.*cos(a1).*sin(a2)./sin(a1+a2)./cos(a1-a2);plot(a1*180./pi,rs,'r',a1*180./pi,rp,'c',a1*180./pi,ts,'b',a1*180./pi,tp,'g') legend('rs','rp','ts','tp')%rssubplot(1,3,2)for a1=0:pi/1000:pi/2a2=asin(n1.*sin(a1)./n2);rs=-sin(a1-a2)./sin(a1+a2);if rs<=0Frs=pi;elseFrs=0;endplot(a1*180./pi,Frs,'r')hold ontitle('n1<n2','Color','b')endlegend('Frs')%rpsubplot(1,3,3)for a1=0:pi/1000:pi/2a2=asin(n1.*sin(a1)./n2);rp=tan(a1-a2)./tan(a1+a2);if rp<=0Frp=pi;elseFrp=0;endplot(a1*180./pi,Frp,'b')hold onendlegend('Frp')%n1>n2情况下elsesubplot(1,3,1)a3=asin(n2./n1);a1=0:0.0001:a3; %非全反射情况下的振幅a2=asin(n1.*sin(a1)./n2);rs=-sin(a1-a2)./sin(a1+a2);rp=tan(a1-a2)./tan(a1+a2);ts=2.*cos(a1).*sin(a2)./sin(a1+a2);tp=2.*cos(a1).*sin(a2)./sin(a1+a2)./cos(a1-a2);plot(a1*180./pi,rs,'r',a1*180./pi,rp,'c',a1*180./pi,ts,'b',a1*180./pi,tp,'g') hold ona1=a3:0.0001:pi/2; %发生全反射的情况下振幅tp=0;ts=0;rs=1;rp=1;plot(a1*180./pi,rs,'r',a1*180./pi,rp,'c',a1*180./pi,ts,'b',a1*180./pi,tp,'g') hold onlegend('rs','rp','ts','tp')%rsa3=asin(n2./n1);subplot(1,3,2)for a1=0:pi/1000:a3 %没发生全反射的情况下s分量相位a2=asin(n1.*sin(a1)./n2);rs=-sin(a1-a2)./sin(a1+a2);if rs<=0Frs=pi;elseFrs=0;endplot(a1*180./pi,Frs,'r')hold onenda1=a3:pi/1000:pi/2; %全反射情况下s分量相位Frs= 2.*atan(sqrt(sin(a1).^2-(n.^2))./cos(a1));plot(a1*180./pi,Frs,'r')hold onlegend('Frs')%rpsubplot(1,3,3)for a1=0:pi/1000:a3; %非全反射情况下的p分量相位a2=asin(n1.*sin(a1)./n2);rp=tan(a1-a2)./tan(a1+a2);if rp<=0Frp=pi;elseFrp=0;endplot(a1*180./pi,Frp,'b')hold onenda1=a3:pi/1000:pi/2; %全反射情况下的p分量的相位Frp= 2.*atan(sqrt(sin(a1).^2-(n.^2))./cos(a1)./n.^2);plot(a1*180./pi,Frp,'b')title('n1>n2','Color','b')hold onlegend('Frp')endn1>n2s/p分量与相位的关系3.平行板多光束clear all;c=3.0*1e+8;n1=1;h=0.005;St=[0,pi/6];R=[0.046 0.27 0.64 0.87 0.99];Fai=0:0.005*pi:4*pi;Eoi=1; Ii=Eoi^2;n=length(R);for i=1:nF=4.*R(i)./(1-R(i)).^2;It1=1./(1+F.*sin(Fai./2).^2)*Ii;Ir1=Ii-It1;It=It1./Ii;Ir=Ir1./Ii;subplot(3,1,1);if i==1plot(Fai,It,'r')hold onendif i==2plot(Fai,It,'g')hold onendif i==3plot(Fai,It,'b')hold onendif i==4plot(Fai,It,'c')hold onendif i==5plot(Fai,It,'m')hold onendgrid onxlabel('ψ/pi')ylabel('Tt/Ii')title('透射光强分布曲线')legend('R=0.046','R=0.27','R=0.64','R=0.87','R=0.99')subplot(3,1,2);if i==1plot(Fai,Ir,'m')hold onendif i==2plot(Fai,Ir,'c')hold onendif i==3plot(Fai,Ir,'b')hold onendif i==4plot(Fai,Ir,'g')hold onendif i==5plot(Fai,Ir,'r')hold onendgrid onxlabel('ψ/pi')ylabel('Ir/Ii')title('反射光强分布曲线')legend('R=0.046','R=0.27','R=0.64','R=0.87','R=0.99')box on%m=length(St);for j=1:mV=(c.*Fai)./(4*pi*n1*h.*cos(St(j)));subplot(3,1,3);plot(V,It,'b');grid onxlabel('ν')ylabel('Tt/Ii')title('滤波特性')endend。
MATLAB光学模拟仿真实训报告模板(1)(1)
MATLAB光学模拟仿真一、实训目的1、熟悉matlab绘图和仿真功能2、复习物理光学等相关知识3、掌握运用matlab软件的仿真等功能与专业知识相结合二、实训内容（一）MATLAB基础训练及光波在介质分界面的反射和折射1、相关原理当一个单色平面波射到两种不同介质的分界面时，将分为两个波，一个折射波一个反射波。
从电磁场的边值关系可以求出它们的传播方向和入射波的振幅关系相位关系。
2、实训任务已知界面两侧的折射率n2、n1和入射角，绘出在n1<n2（光由光疏介质射向光密介质）和n1>n2（光由光密介质射向光疏介质）两种情况下，反射系数、透射系数随入射角的变化曲线。
程序如下：clear; %清空disp('请输入介质折射率n1和n2'); %在显示括号内语句n1=input('n1='); %接受键盘任意输入合适的折射率n1n2=input('n2='); %接受键盘任意输入合适的折射率n2theta=0:0.1:90; %入射角范围范围0~90，步距0.1a=theta*pi/180; %角度化为弧度rp=(n2*cos(a)-n1*sqrt(1-(n1/n2*sin(a)).^2))./(n2*cos(a)+n1*sqrt(1-(n1/n2*sin(a )).^2)); %p分量振幅反射率rs=(n1*cos(a)-n2*sqrt(1-(n1/n2*sin(a)).^2))./(n1*cos(a)+n2*sqrt(1-(n1/n2*sin(a) ).^2)); %s分量振幅反射率tp=2*n1*cos(a)./(n2*cos(a)+n1*sqrt(1-(n1/n2*sin(a)).^2)); %p分量振幅透射率ts=2*n1*cos(a)./(n1*cos(a)+n2*sqrt(1-(n1/n2*sin(a)).^2)); %s分量振幅透射率figure(1); %创建一个窗口subplot(1,2,1); %作图rp,rs,|rp|,|rs|随入射角的变化曲线plot(theta,rp,'-',theta,rs,'--',theta,abs(rp),':',theta,abs(rs),'-.','LineWidth',2); %用‘-’、‘--’，‘：’、‘-.’符号标注对应曲线legend('rp','rs','|rp|','|rs|'); %标注曲线图例xlabel('入射角/theta_i'); %命名x轴ylabel('振幅'); %命名y轴title(['n_1=',num2str(n1),',n2=',num2str(n2),'时反射系数随入射角的变化曲线']); %命名图像axis([0 90 -1 1]); %设定作图区间grid on; %添加网格subplot(1,2,2); %tp,ts,|tp|,|ts|随入射角的变化曲线plot(theta,tp,'-',theta,ts,'--',theta,abs(tp),':',theta,abs(ts),'-','LineWidth',2); %用‘-’、‘--’，‘：’、‘-.’符号标注对应曲线legend('tp','ts','|tp|','|ts|'); %标注曲线图例xlabel('入射角/theta_i'); %命名x轴ylabel('振幅'); %命名y轴title(['n_1=',num2str(n1),',n2=',num2str(n2),'时透射系数随入射角的变化曲线']); %命名图像if n1<n2 %如果此时从光疏到光密axis([0 90 0 1]); %设定作图区间else %否则axis([0 90 0 3.5]); %设定作图区间end %结束grid on; %添加网格（二）光波的叠加1、相关原理光波在空间某一区域相遇时，发生光波叠加现象。
偏振光的仿真实验报告
偏振光的仿真实验报告
《偏振光的仿真实验报告》
偏振光是一种具有特定振动方向的光线，它在许多领域都具有重要的应用价值。
为了深入了解偏振光的特性，我们进行了一系列的仿真实验，以探究偏振光在
不同环境下的行为和特性。
首先，我们使用了光学仿真软件进行了偏振光的传播实验。
通过调整光源的振
动方向和介质的折射率，我们观察到了偏振光在不同介质中的传播规律。
实验
结果表明，偏振光在不同介质中的传播速度和方向都会发生变化，这为我们进
一步研究偏振光在光学器件中的应用提供了重要的参考。
其次，我们进行了偏振光的干涉实验。
通过在光路中加入偏振片和波片，我们
成功地观察到了偏振光的干涉现象。
实验结果显示，偏振光在干涉过程中会产
生明显的干涉条纹，这为我们研究偏振光在光学干涉仪器中的应用提供了重要
的实验依据。
最后，我们进行了偏振光的偏振分析实验。
通过使用偏振片和偏振分析器，我
们成功地分析了偏振光的振动方向和强度分布。
实验结果表明，偏振光的振动
方向和强度分布与光源的振动方向和介质的折射率密切相关，这为我们进一步
研究偏振光的调制和控制提供了重要的实验数据。
通过以上一系列的仿真实验，我们深入了解了偏振光的特性和行为规律，为偏
振光在光学通信、光学显微镜和光学成像等领域的应用提供了重要的实验基础
和理论依据。
我们相信，随着对偏振光的深入研究，偏振光将在更多领域展现
出其重要的应用价值。
光的偏振研究实验报告
光的偏振研究实验报告一、实验目的1、观察光的偏振现象，加深对偏振概念的理解。
2、掌握产生和检验偏振光的方法。
3、了解偏振片的特性以及马吕斯定律。
二、实验原理1、光的偏振态光可以看作是由电场和磁场相互垂直并垂直于光的传播方向的电磁波。
一般情况下，光的振动方向在垂直于传播方向的平面内是随机分布的，这种光称为自然光。
如果光的振动方向始终保持在一个特定的方向上，这种光称为线偏振光。
部分偏振光则是介于自然光和线偏振光之间的一种光，其振动方向在某一方向上占优势。
2、偏振片偏振片是一种只允许某一方向振动的光通过的光学元件。
其原理是利用某些物质的二向色性，即对不同方向振动的光具有不同的吸收程度。
3、马吕斯定律当一束强度为 I₀的线偏振光通过一个偏振化方向与光的振动方向夹角为θ的偏振片时，透过偏振片的光强 I 为：I ＝ I₀cos²θ 。
三、实验仪器1、半导体激光器2、起偏器和检偏器（偏振片）3、光功率计4、旋转台四、实验步骤1、打开半导体激光器，调整其位置和角度，使激光束水平射出。
2、将起偏器安装在旋转台上，旋转起偏器，使通过起偏器的光强达到最大，此时起偏器的偏振化方向与激光的振动方向一致。
3、在起偏器后放置检偏器，旋转检偏器，观察光功率计的读数变化。
4、每隔 10°记录一次光功率计的读数，直至旋转 180°。
5、重复实验多次，以减小误差。
五、实验数据及处理｜角度（°）｜ 0 ｜ 10 ｜ 20 ｜ 30 ｜ 40 ｜ 50 ｜ 60 ｜ 70 ｜ 80 ｜90 ｜ 100 ｜ 110 ｜ 120 ｜ 130 ｜ 140 ｜ 150 ｜ 160 ｜ 170 ｜ 180 ｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜光强（mW）｜ 20 ｜ 19 ｜ 16 ｜ 12 ｜ 08 ｜ 05 ｜ 02 ｜ 01 ｜005 ｜ 0 ｜ 005 ｜ 01 ｜ 02 ｜ 05 ｜ 08 ｜ 12 ｜ 16 ｜ 19 ｜ 20 ｜以角度为横坐标，光强为纵坐标，绘制光强与角度的关系曲线。
偏振光的仿真实验报告
偏振光的仿真实验报告偏振光的仿真实验报告引言偏振光是一种具有特殊振动方向的光，它在光学领域中具有重要的应用价值。
为了深入了解偏振光的性质和特点，我们进行了一系列的仿真实验。
本文将详细介绍我们的实验设计、实验结果以及对结果的分析和讨论。
实验设计我们的实验主要分为三个部分：偏振片的特性研究、偏振光的干涉实验以及偏振光的旋光实验。
第一部分：偏振片的特性研究我们首先使用光学仿真软件进行了偏振片的特性研究。
通过调整偏振片的方向和角度，我们观察到光的透射和反射情况的变化。
实验结果显示，当入射光的振动方向与偏振片的方向一致时，光能够完全透射；而当入射光的振动方向与偏振片的方向垂直时，光则会被完全吸收。
第二部分：偏振光的干涉实验为了研究偏振光的干涉现象，我们设计了一个干涉实验。
我们使用两个偏振片，将它们的方向设置为互相垂直。
然后，我们将一个光源照射在第一个偏振片上，观察光经过两个偏振片后的干涉图样。
实验结果显示，当两个偏振片的方向相同时，干涉图样呈现出均匀的亮度；而当两个偏振片的方向垂直时，干涉图样则呈现出明暗相间的条纹。
这是因为两个偏振片的方向垂直时，只有一部分光能够透过两个偏振片，其他光则被吸收或透射，导致干涉图样的出现。
第三部分：偏振光的旋光实验为了研究偏振光的旋光现象，我们进行了一系列的旋光实验。
我们使用了一个旋光片和一个偏振片。
首先，我们将一个线偏振光通过偏振片，然后再通过旋光片。
我们观察到旋光片会改变光的振动方向，并导致光的偏振方向发生旋转。
实验结果显示，旋光片的旋转方向和角度对光的偏振方向和旋转角度有着直接的影响。
通过调整旋光片的角度，我们可以观察到光的偏振方向和旋转角度的变化。
这一实验结果对于进一步了解偏振光的性质和应用具有重要意义。
分析与讨论通过以上实验，我们深入了解了偏振光的特性和行为。
偏振光在光学领域中有着广泛的应用，例如在液晶显示器、偏光镜、光通信等方面。
了解偏振光的性质可以帮助我们更好地设计和优化这些光学器件。
仿真实验偏振光实验报告
仿真实验偏振光实验报告仿真实验偏振光实验报告引言：偏振光是一种具有特定振动方向的光，它在光学领域中具有重要的应用价值。
为了更好地理解偏振光的特性和行为，我们进行了一系列的仿真实验。
本报告将详细介绍我们的实验过程、结果和讨论。
实验目的：1. 了解偏振光的基本概念和性质；2. 掌握偏振光的产生和检测方法；3. 研究偏振光在不同介质中的传播规律。
实验装置：1. 光源：使用一束单色光作为实验光源；2. 偏振片：通过旋转偏振片的方向，产生不同偏振光；3. 透射偏振片：用于检测和分析偏振光的性质；4. 介质样品：选择不同类型的介质样品，观察偏振光的传播行为。
实验步骤：1. 将光源打开，并调整光源的亮度和位置，确保实验光线稳定和均匀；2. 在实验光路中插入偏振片，通过旋转偏振片的方向，观察光线的强度变化；3. 使用透射偏振片，对不同偏振光进行检测和分析；4. 将不同类型的介质样品放置在光路中，观察偏振光在介质中的传播行为；5. 记录实验数据，并进行结果分析和讨论。
实验结果：1. 通过旋转偏振片的方向，我们观察到光线的强度随着偏振片角度的变化而变化。
当偏振片的方向与光线的偏振方向垂直时，光线的强度最小，称为消光位置；2. 使用透射偏振片对不同偏振光进行检测和分析，我们发现透射光的强度与入射光的偏振方向之间存在一定的关系。
透射光的强度最大时，说明入射光的偏振方向与透射偏振片的方向相同；3. 在不同介质中观察偏振光的传播行为，我们发现偏振光在介质中会发生偏转和衰减。
不同介质的折射率和吸收特性对偏振光的传播行为产生影响。
讨论：1. 偏振片的作用是通过选择性地传递或屏蔽特定方向的光振动，从而改变光的偏振状态。
通过旋转偏振片的方向，我们可以改变光线的偏振方向和强度；2. 透射偏振片的作用是检测和分析偏振光的性质。
透射光的强度与入射光的偏振方向之间存在一定的关系，通过测量透射光的强度，我们可以确定入射光的偏振状态；3. 偏振光在介质中的传播行为受到介质的折射率和吸收特性的影响。
《2024年基于Matlab的光学实验仿真》范文
《基于Matlab的光学实验仿真》篇一一、引言光学实验是物理学中重要的实验领域之一，其研究范围涵盖了光的传播、干涉、衍射、偏振等基本现象。
然而，在实际进行光学实验时，由于各种因素的影响，如设备精度、环境干扰等，往往难以得到理想的结果。
因此，通过计算机仿真来模拟光学实验过程，可以有效地解决这一问题。
本文将介绍基于Matlab的光学实验仿真方法，通过模拟实验来观察和理解光学现象。
二、Matlab在光学实验仿真中的应用Matlab是一种强大的科学计算软件，具有丰富的函数库和工具箱，为光学实验仿真提供了便利的条件。
在Matlab中，我们可以利用其强大的数值计算和图形绘制功能，模拟光线的传播过程，观察光在不同介质中的传播规律，以及光在不同条件下的干涉、衍射等现象。
三、光学实验仿真的步骤1. 建立仿真模型首先，我们需要根据实验目的和要求，建立相应的仿真模型。
例如，对于光的干涉实验，我们需要建立光波的传播模型、干涉条件下的光强分布模型等。
这些模型可以通过Matlab中的函数和算法来实现。
2. 设置仿真参数在建立好仿真模型后，我们需要设置相应的仿真参数。
这些参数包括光的波长、传播介质、干涉条件等。
通过调整这些参数，我们可以观察不同条件下的光学现象。
3. 运行仿真程序设置好仿真参数后，我们可以运行仿真程序。
在Matlab中，我们可以使用其强大的数值计算和图形绘制功能，实时地观察光在传播过程中的变化情况。
例如，我们可以绘制光强分布图、光斑形状图等，以便更好地理解光学现象。
4. 分析仿真结果在运行完仿真程序后，我们需要对仿真结果进行分析。
通过分析不同条件下的光学现象，我们可以更好地理解光的传播规律和光学现象的本质。
同时，我们还可以通过调整仿真参数，优化仿真结果，以提高仿真的准确性和可靠性。
四、实例分析：光的干涉实验仿真以光的干涉实验为例，我们可以利用Matlab进行仿真。
首先，我们建立光的传播模型和干涉条件下的光强分布模型。
《2024年基于Matlab的光学实验仿真》范文
《基于Matlab的光学实验仿真》篇一一、引言光学实验是物理学、光学工程、光子学等多个学科领域的重要实验。
然而，真实的实验条件可能会对实验结果产生干扰，导致数据的准确性不够。
因此，采用基于计算机的光学实验仿真显得尤为重要。
在仿真过程中，MATLAB是一种功能强大的编程工具，可有效进行复杂的计算与仿真分析。
本文将介绍一种基于Matlab的光学实验仿真方法，为科研工作者提供一定的参考价值。
二、Matlab仿真实验的基本原理Matlab作为一种高级编程语言，拥有强大的数学计算、数据分析和图像处理功能。
在光学实验仿真中，Matlab通过建立光传播的数学模型，利用数值方法求解出光的传播规律和相互作用。
基本原理包括光源建模、光路设计、材料参数设置、算法模拟等步骤。
通过设定适当的参数，可以在Matlab中实现真实的光学实验场景和效果。
三、仿真模型的设计与实现在Matlab中进行光学实验仿真，需要设计一个合适的仿真模型。
模型包括光源、光路、探测器等组成部分。
在模型中，首先需要定义光源的参数，如光源的强度、波长等；然后根据光学原理设计光路，包括透镜、反射镜等光学元件的参数和位置；最后设置探测器，用于接收并分析光信号。
在实现过程中，需要使用Matlab的数值计算和图像处理功能。
例如，利用Matlab的矩阵运算功能进行光的传播路径和光场强度的计算；使用Matlab的图形界面编程技术进行界面的设计；以及使用图像处理算法进行图像的滤波和增强等。
四、实验仿真与真实实验对比将基于Matlab的光学实验仿真与真实实验进行对比，可以发现两者的结果具有一定的相似性。
这表明了仿真模型的有效性。
此外，由于仿真实验不受实验条件的限制，可以在不受时间和地点等因素影响的条件下进行大量的重复实验。
此外，通过调整仿真模型的参数，可以方便地研究不同条件下的光学现象和规律。
五、应用实例以激光干涉仪为例，介绍基于Matlab的光学实验仿真的应用实例。
偏振光研究的仿真实验报告
偏振光研究的仿真实验报告偏振光研究的仿真实验报告引言：偏振光是指具有特定方向振动的光，它在光学研究和应用中具有重要的地位。
为了更好地理解和掌握偏振光的特性，我们进行了一系列的仿真实验。
本报告将介绍我们的实验设计、方法和结果，并对实验结果进行分析和讨论。
实验设计：为了研究偏振光的特性，我们选择了一款功能强大的光学仿真软件进行实验。
该软件可以模拟光的传播、偏振和干涉等过程，为我们提供了一个理想的实验平台。
实验方法：首先，我们在仿真软件中建立了一个光源，并设定了光的波长和强度。
然后，我们引入了一系列的偏振器件，如偏振片、波片和起偏器等，以控制光的偏振方向和状态。
接下来，我们使用光学元件，如透镜和棱镜，将光束进行聚焦和分离，以观察偏振光的行为。
最后，我们记录并分析了实验结果。
实验结果：通过实验，我们观察到了偏振光的一些重要特性。
首先，我们发现偏振光的振动方向可以通过旋转偏振片来改变。
当偏振片的方向与光的振动方向垂直时，光被完全吸收；而当两者平行时，光则完全透过偏振片。
这表明偏振片可以起到选择性透过或吸收光的作用。
其次，我们研究了偏振光的干涉现象。
通过调整波片的快轴和慢轴方向，我们观察到了不同偏振态下的干涉条纹。
当两束光的偏振方向相同时，我们观察到明亮的干涉条纹；而当两束光的偏振方向垂直时，干涉条纹则变暗或消失。
这说明偏振光的干涉现象与光的偏振状态密切相关。
最后，我们还研究了偏振光的衍射现象。
通过将光束通过一个狭缝或光栅，我们观察到了偏振光的衍射图样。
不同偏振态下的衍射图样呈现出不同的形态和亮度分布，进一步验证了偏振光的特性。
讨论与分析：通过上述实验结果，我们可以得出以下结论：偏振光的特性与光的振动方向密切相关，可以通过偏振器件进行控制和调节。
同时，偏振光的干涉和衍射现象也与光的偏振状态有关，为我们进一步理解光的行为提供了重要的线索。
然而，值得注意的是，我们的实验仅仅是基于仿真软件进行的虚拟实验，并没有涉及实际的光学仪器和设备。
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光学仿真课程设计实验报告
课程名称：光学仿真课程设计
姓名：
学院：电子工程学院
系部：光电子技术系
专业：
年级：
学号：
指导教师：***
职称：讲师
时间：2013-11-18至2013-11-29
光波偏振态的仿真
一、实验目的
对两相互垂直偏振态的光合成进行计算，绘出电场的轨迹。
画出不同情况下的偏振态曲线并总结规律。
二、实验原理
光波的偏振态
根据空间任一点光电场E的矢量末端在不同时刻的轨迹不同，其偏振态可分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振。
设光波沿z方向传播，电场矢量为E=E0cos(ωt−kz+φ0)为表征该光波的偏振特性，可将其表示为沿x、y方向振动的两个独立分量的线性组合，即E= iE x+jE y其中
E x=E0x cos(ωt−kz+φx)
E y=E0y cos(ωt−kz+φy)
将上二式中的变量t消去，经过运算可得
(E x
E0x )
2
+(
E y
E0y
)
2
−2(
E x
E0x
)(
E y
E0y
)cosφ=(sinφ)2
式中,φ=φy−φx。
这个二元二次方程在一般情况下表示的几何图形是椭圆，如图所示。
相位差φ和振幅比E x
E y
的不同，决定了椭圆形状和空间取向的不同，从而也就决定了光的不同偏振态。
图画出了几种不同φ值相应的椭圆偏振态。
实际上，线偏振态和圆偏振态都是椭圆偏振态的特殊情况。
1)线偏振光当E x、E y二分量的相位差φ=mπ(m=0,±1,±2,⋯)时，椭
圆退化为一条直线，称为线偏振光。
此时有E y
E x =E0y
E0x
e imπ
当m为零或偶数时，光振动方向在Ⅰ、Ⅲ象限内；
当m为奇数时，光振动方向在Ⅱ、Ⅳ象限内。
由于在同一时刻，线偏振光传播方向上各点的光矢量都在同一平面内，所以又叫做平面偏振光。
通常将包含光矢量和传播方向的平面称为振动面。
2)圆偏振光当E x、E y的振幅相等(E0x=E0y=E0)，相位差φ=mπ
2
(m= 1,±3,±5,⋯)时，椭圆方程退化为圆方程E x2+E y2=E02该光称为圆偏振
光。
用复数形式表示时，有E y
E x
=e±iπ2=±i式中，正负号分别对应右旋和
左旋圆偏振光。
所谓右旋或左旋，与观察的方向有关，通常规定逆着光传播的方向看，E顺时针方向旋转时，称为右旋偏振光，反之，称为左旋偏振光。
3)椭圆偏振光在一般情况下，光矢量在垂直传播方向的平面内大小和
方向都在改变，它的末端轨迹是由
(E x
E0x )
2
+(
E y
E0y
)
2
−2(
E x
E0x
)(
E y
E0y
)cosφ=(sinφ)2
式决定的椭圆，故称为椭圆偏振光。
在某一时刻，传播方向上各点对应
的光矢量末端分布在具有椭圆截面的螺线上。
椭圆的长、短半轴和取向
与二分量E x、E y的振幅和相位差有关。
其旋向取决于相位差φ：当2mπ<
φ<(2m+1)π时，为右旋椭圆偏振光；当(2m−1)π<φ<2mπ时，为
左旋椭圆偏振光。
三、实验流程及程序
流程图：
程序：
clear all;
c=3e+8;
lamd=5e-7;
T=lamd/c;
t=linspace(0,T,1000);
z=linspace(0,5,1000);
w=2*pi/T;
k=2*pi/lamd;
Eox=10;Eoy=5;
Fx=0;
i=1;
for Fy=0:pi/4:7*pi/4
Ex=Eox*cos(w*t-k*z+Fx); Ey=Eoy*cos(w*t-k*z+Fy); subplot(4,4,i);
i=i+1;
plot3(Ex,Ey,z);
zlabel('z');
xlabel('x');
ylabel('y');
title('Fy-Fx=*pi/4'); end
n=9;
for Fy=0:pi/4:7*pi/4
Ex=Eox*cos(w*t+k*z);
Ey=Eoy*cos(w*t+k*z+Fy); subplot(4,4,n);
n=n+1;
plot(Ex,Ey);
title('Fy-Fx=*pi/4'); end
四、实验结果及结果分析
结果分析：
1.光的偏振态分为几种？
答：线偏振光，圆偏振光，椭圆偏振光。
2.决定光的偏振态的因素为哪几种？
答：相位差，振幅比
3.偏振光的旋向如何判断？
答：规定逆着光传播方向看，E为顺时针方向旋转时，称为右旋圆偏振光，反之，称为左旋圆偏振光。
通过本次光学仿真，使我对书本的知识有了更深的理解。
本来在光学实验室已经做了关于偏振光的实验，如果说那个是宏观的话，那么这次仿真就是很好的微观教学，本来书本上的东西时间久了容易混淆，这次实验那些仿真图十分生动形象，给我留下了很深的印象，作为仿真的第一个实验，刚开始接触觉得还是很有难度，但随着理解和小伙伴们一起研究，最终我们还是出色完成了这个实验，给人很大的成就感。