【2017年整理】旋转检偏及偏光技术的应用.doc

项目编号： T072PRP28010 本科生研究计划（PRP）研究论文 (第 28 期) 论文题目：_旋转检偏及光电探测偏光技术的应用_____ 项目负责人：_袁晓忠__ 学院（系）： 船舶海洋工程与建筑 指导教师：_袁晓忠 顾春明 学院（系）： __物理与天文系 参与学生：__________陈昊闻_______________________ 项目执行时间：__2015_年___4_月 至 __2015_年___10_月  旋转检偏及偏光技术的应用 船舶海洋工程与建筑学院 陈昊闻 指导老师：物理与天文系 袁晓忠 顾春明 摘要 在光的偏振实验中，出射偏振光所形成的图像与双折射晶体主光轴与偏振片夹角θ和双折射晶体折射相位差△φ有关。本项目探究了这种关系，并用实验加以验证。在实验中，采用BBO晶体改变折射率并引入自动偏光监测系统，对实验的进行有着很大的帮助。 关键词:偏振光，旋转检偏，自动偏光检测系统, 8字型偏振光图像 Abstract In the experiment of polarization of light, the image formed by polarized light have connection with the birefringent crystal axis of the polarizer angle θ and the birefringent refraction phase △φ.This project explores this relationship, and the results are verified by experiments.In the experiment, the refractive index changes by using BBO crystal and the introduction of automatic polarization monitoring system , are of great help to the experiment. Key words: polarized light, polarization observation, automatic polarization detection system, 8 type polarized image 偏振光理论 一束平行光经过起偏器后形成的平面偏振光，垂直入射在光轴平行于表面且厚度均匀的晶体上，分成垂直于光轴的o光和平行于光轴的e光。如果入射光的光强为A1，入射光的振动方向与光轴的角度为θ，则分解后产生的o光和e光振幅分别为： Ao=A1sinθ Ae=A1cosθ 由于o光与e光在晶体中有不同的折射率，导致o光与e光在晶体中传播的速度不同，产生相位差。如果o光与e光在晶体中的折射率分别为no和ne，入射晶体的平行光波长为λ，晶体厚度为l，则由晶体出射的o光和e光的相位差为： ?φ=2π（no-ne）l/λ （1） o光与e光频率相同，振动方向互相垂直且有固定的相位差。如果以o光与e光振动方向为x，y方向建立坐标系，o光与e光的振动方程可分别表示为： x=A1cosθcosωt y=A1sinθcos（ωt+?φ） 合成的椭圆偏振光方程为： y2 + x2 - 2xycos?φ = sin2?φ （2） A12sin2θ A12cos2θ A12sinθcosθ 式（2）表明，合成振动末端的轨迹以一个一般椭圆的形状在与传播方向垂直的平面内运动。 从晶体出射的o光与e光振动方向互相垂直，不满足振动方向相同的相干条件，故不能产生稳定的干涉现象，如果要使它们产生干涉，就必须将其振动方向分解到相同方向。因此在平行光出射晶体之后，再加上一个检偏器，可使o光与e光产生干涉，振幅叠加。 如果起偏器与光轴的夹角为θ，检偏器与起偏器的夹角为α，N