光的偏振实验报告研究报告商业贸易高等教育理学.pdf

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1、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 I。的线偏振光，透过检偏片后，透射光的强度（不考 虑吸收）为 l=locos20a（8 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 Ji/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 0 角，出射 后成椭圆偏振光。特别当 0=45 时，出射光为圆偏振光。实验 1、2

2、 光路图：半导体激光器 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。光的偏振特性一一验证马吕斯定律：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 波片观察己消光位置，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:角度（）功率值（200）理

3、论值（200）角度（）功率值（20科）理论值20mV）L2.673436862 2.67 180 2.673436862 2.68 10 2.739171525 2.72 190 2.739171525 2.72 _ 20 2.640970042 2.58 200 2.640970042 2.61 30 2.390676963 2.32 210 2.390676963 2.36 _ 40 2.018481325 1.95 220 2.018481325 2.01 L 50 1.569275417 1.49 230 1.569275417 1.57 60 1.0972401 1.04 240 1

4、.0972401 1.08 _ 70 0.659309801 0.59 250 0.659309801 0.65 80 0.308305375 0.29 260 0.308305375 0.33 90 0.086563138 0.07 270 0.086563138 0.08 100 0.020828475 0.02 280 0.020828475 0.02 I 110 0.119029958 0.14 290 0.119029958 0.13 L 120 0.369323037 0.4 300 0.369323037 0.4 130 0.741518675 0.79 310 0.741518

5、675 0.78 I 140 1.190724583 1.26 320 1.190724583 1.24 I 150 1.6627599 1.72 330 1.6627599 1.71 I 160 2.100690199 2.13 340 2.100690199 2.13 170 2.451694625 2.47 350 2.451694625 2.47 实验五:a（）检偏器转动一周.输出光强的变化特征输出光最强.最睹时的功率值及检偏器方位结论 0两明两專 1.24:90、270|0.01:0、180 线偏光 15两明两暗 1.20:105、285 ;0.07:15 、195 楠圆偏扼光 45

6、半明半暗 几乎一致 0.69:145 .320c;0 62:55 、240 D偏振光 65两明两暗 1.10:65 、245$0.29:155 、335 椭圆偏振光 90两明两尋 1.40:90、270 ;0.01:0、180 115两明两暗 1.37:110Q、290 0.06:20 、200 椭因偏振光 135半明半暗，相差不大 0.82:150 x 330 ;0.54:60、240 圆偏振光 165两明两暗 1.14:75 s 255 ;0.13:165 、345 楠剧偏振光 180两明两零 1.29:90 x 270 、0.01:00、180 线偏光 数据处理:实验一:计算得半导体激光

7、的偏振度约为 d 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：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的线偏振光透过检偏片后透射光的强度不考虑吸收为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波片时寻常光光和非常光特别当时出射光为圆偏振光实验光路图半导体激光器实验光路图实验步骤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光的偏振特性一一验证马吕斯定至于已消光的起偏器与检偏器间转动波片观察己消光位置确定波片光轴方向改变波片的光轴方向与起偏器的偏振方向的

8、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角度功率值理论值角度功率值科理论值实验理功率值（20m20mw 实际功率值 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20mW 20mW 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的线偏振光透过检偏片后透射光的强度不考虑吸收为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波片时寻常光光和非常光特别当时出射光为圆偏振光实验光路图半导体激光器实验光路图实验步骤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

9、半导体激光的偏振度光的偏振特性一一验证马吕斯定至于已消光的起偏器与检偏器间转动波片观察己消光位置确定波片光轴方向改变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角度功率值理论值角度功率值科理论值实验总结与讨论：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 Ji/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 6 角，出射 后成椭圆偏振光。特别当 0=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

10、振光的原因。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的线偏振光透过检偏片后透射光的强度不考虑吸收为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波片时寻常光光和非常光特别当时出射光为圆偏振光实验光路图半导体激光器实验光路图实验步骤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光的偏振特性一一验证马吕斯定至于已消光的起偏器与检偏器间转动波片观察己消光位置确定波片光轴方向改变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角度功率值理论值角度功率值科理论值实验