基于Matlab 的单轴晶体锥光干涉图样模拟.PDF

第 29 卷 　第 2 期 物 　理 　实 　验 Vol . 29 　No . 2 2009 年 2 月 　　 　 　　 　　　　　P H YSICS EXP ER IM EN TA T ION 　 　　　　　　　 Feb . ,2009 基于 Matlab 的单轴晶体锥光干涉图样模拟 孔丽晶 ,骆万发 ( 厦门大学 物理系 ,福建 厦门36 1005) 　　摘 　要 :根据偏振光干涉原理 ,在 Matlab 环境中完成晶体电光调制实验中锥光干涉图样的计算模型建构和仿真模 拟 ,其结果图样细致逼真. 在此基础上 ,模拟出其他情况下单轴晶体锥光干涉图样 ,从而使复杂的干涉现象变得直观形 象 ,为光学实验教学提供了有效的辅助手段. 关键词 : 电光调制 ;单轴晶体 ;偏振光 ;干涉 ;Matlab 中图分类号 :O436 . 1 ;O439 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 (2009) 0200 1304 1 　引　言 晶体电光强度调制实验是基于晶体电光效应 的综合性实验. 通过该实验可使学生掌握偏振光 干涉和电光调制通信的基本原理 ,培养和提高学 生的动手能力. 其中 , 晶体锥光干涉图样的观察 图 1 　电光强度调制实验装置示意图 及光强透过率曲线的测量是电光调制实验中2 个 重要的实验项 目. 实际操作中 , 需要利用晶体锥 3 　电光调制实验中晶体锥光干涉图样的 光干涉原理将系统调到最佳工作状态 , 因而锥光 干涉图样调节的好坏 ,将在很大程度上影响后续 模拟 实验. 然而 ,笔者在教学过程中发现 , 由于实验所 　　Mat lab 是一种具有强大的数值分析 、矩阵运 涉及的光学原理比较抽象且对光路调节的技巧性 算和图像处理能力 的计算机编程语 言. 基于 要求较高 ,学生较难调出完整的图像并无法对实 Mat lab 语言对晶体锥光干涉图样进行模拟 , 需要 验现象作出正确解释. 本文采用 Mat lab 语言 ,模 依据实验原理建构模型 ,对干涉场中的相位和振 拟该实验中的单轴晶体锥光干涉图样 ,并以此为 幅分布作出定量分析. 基础 ,模拟其他情况下的锥光干涉图样 ,拓展了实 3 . 1 　o 光与 e 光相位差的计算 验内容 ,加深了学生对偏振光干涉形成原理的理 基于 L N 晶体的电光调制实验中 ,L N 晶体 解 ,激发了学生的学习兴趣 ,使实验教学获得更加 是按照其光轴方向进行切割的 ,晶面与光轴垂直. 满意的效果. o 光和 e 光的相位差可由图2 的模型求出. 2 　晶体偏振光干涉原理 实验装置如图 1 所示 ,入射光束通过起偏器 P1 后成为线偏振光 ,此线偏振光进入铌酸锂晶体 ( ) L N 晶体 后分解为有一定相位差但光振动相互 垂直的o 光和 e 光. 这 2 束光再通过检偏器 P2 时 ,只有沿 P2 的偏振化方向的光振动才能通过 , 图2 　o 光与 e 光相位差计算模型 这样就得到 2 束相干的偏振光. 　收稿 日期 ;修改日期 ( ) 　作者简介 :孔丽晶 1982 - ,女 ,福建莆田人 ,厦门大学物理系助理工程师 ,学士 ,主要从事基础物理实验教学研究工作. © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishi