【实验名称】        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，加深对光的偏振现象的认识。

2．学习直线偏振光的产生与检验方法，了解圆偏振光和正椭圆偏振光的产生和定性检验方法。

【实验仪器】  

He-Ne激光器、光具座、偏振片（两块）、632.8nm的1/4波片（两块）、玻璃平板及刻度盘、白屏等。

【实验原理】

1．光的偏振状态

偏振是指振动方向相对于波的传播方向的一种空间取向作用。它是横波的重要特性。光在传播过程中，若电矢量的振动只局限在某一确定平面内，这种光称为直线偏振光，又叫平面偏振光（因其电矢量的振动在同一平面内）；若光波电矢量的振动随时间作有规律的改变，即电矢量的末端在垂直于光传播方向的平面上的轨迹是圆或椭圆，这样的光称为圆偏振光和椭圆偏振光；若光波电矢量的振动只在某一确定的方向上占优势，而在和它正交的方向上最弱，各方向的振动无固定的位相关系，这种光称为部分偏振光。

2.直线光，圆偏光，椭圆偏振光的产生。

直线偏振光垂直通过波片的偏振状态

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】

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

 

现象：两最亮，两次消光   结论：线偏振光

【小结与讨论】

1.       实验测的了632.8nm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和时，根据马吕斯定律可知，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。

 

第二篇：偏振光分析试做报告

偏振光分析

实验目的

1. 观察光的偏振现象，熟悉偏振的基本规律。

2. 验证布儒斯特定律，测定玻璃的折射率。

3. 了解产生与检验偏振光的器件，掌握产生与检验偏振光的原理与方法。

实验原理

1. 偏振光的基本概念

在发光过程中，有些光的振动面在某个特定方向上出现的几率大于其他方向，即在较长时间内电矢量在某一方向上较强，这种的光称为部分偏振光，还有一些光，其振动面的取向和电矢量的大小随时间作有规律的变化，而电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆。这种光称为椭圆偏振光或圆偏振光。

                  

线偏振光                自然光         部分偏振光          圆偏振光       椭圆偏振光

                                   图1

2. 获得偏振光的常用方法

（1） 反射起偏器（或透射起偏器）

（2） 晶体起偏器

（3） 偏振片（分子型薄膜偏振片）

3. 偏振光的检测

按照马吕斯定律，强度为I0的线偏振光通过检偏器后，透射光的强度为

根据透射光强度变化的情况，可以区别光的不同偏振状态。

4. 偏振光通过波晶片时的情形

（1） 波晶片

（2） 光束通过波片后偏振态的改变

①各种偏振光垂直入射并经过λ/4波片后偏振状态的 变化情况：

②1/2波片的作用

当以平面偏振光垂直入射到1/2波片上时，如果光振动面与波片光轴成θ角，则通过波片的光仍为平面偏振光，但其振动面转动了二倍θ角，如果θ=450，则出射光的振动面与入射光的振动面垂直。

实验仪器

光学平台及底座、He—Ne激光器（632.8nm）、偏振片（起偏器、检偏器）、可变口径维架、、X轴旋转二维架（两个，波片也需要一个）白屏、1/4、1/2波片各一片、公用底座（波片使用）

实验内容

1. 验证马吕斯定律。

2. 考察平面偏振光通过λ/2波长时的现象。

3. 用波长片产生圆偏振光和椭圆偏振光。

注意事项：

1. 激光束光线集中、亮度大，实验时不可用眼睛直视。

2．偏振片、玻璃片等要轻拿轻放，防止打碎。

3. 所有的镜片、光学表面等应保持清洁、干燥，严禁用手或他物触碰，以免污损。

预习思考题

1本实验为什么要用单色光源照明？根据什么选择单色光源的波长？若光波波长范围较宽，会给实验带来什么影响？

答：两束光通过晶体后就有位相差

实验数据

表1：验证马吕斯定律数据

正交

表2：平面偏振光通过λ/2波片数据

正交，插入波片后消光

表3：平面偏振光通过λ/4波片数据

正交，插入波片后消光

数据分析

由表1作出出射光功率P与的关系曲线是一直线，验证了。表2表示线偏振光通过λ/2波片后仍是线偏振光但是出射光振动面较入射光振动面转过了角。表3表明当波片位置在30度时，出射光是椭圆偏振光，作出的图形是一花生形椭圆。当波片位置在45度时，出射光是圆偏振光，作出的图形是一近似圆。当波片位置在90度时，出射光是线偏振光，从数据上看满足。

误差分析:

产生误差的主要原因有以下几个方面：①X轴旋转二维架上刻度读数不准确；②波片位不一定在45度角上；③光功率接收仪自身因素使用时间长后读数不稳定和不准确；④电源不稳定使得光功率接收仪读数不稳定和不准确。

实验中现象的分析和处理

正交不能完全消光，实验中当看到光最弱时为正交位置。

其他可研究课题

课后思考题

1. 在确定起偏角时，若找不到全消光的位置，试根据实验条件分析原因。

2.       试说明椭圆偏振光通过 1/4 波片后变成平面偏振光的条件。

答：波片光轴与椭圆偏振光的长轴或短轴一致时，出射光为平面偏振光。

3.       自然光垂直照射在一个 1/4 波片上，再用一个偏振片观察该波片的透射光，转动偏振片 360° ，能看到什么现象？固定偏振片转动 1/4 波片 360° ，又看到什么现象？为什么？