3 光的偏振特性I - Mipaper.PDF

3. 光的偏振特性 I 一、 目的： 觀察雷射光的偏振特性 觀察自然光偏振特性 驗證線偏振光的 Malus’s law 1/2 波片效應、線偏振光的偏極態旋轉 1/4 波片效應、線偏振光轉變成圓偏振光； 二、儀器裝置及步驟： 圖一、檢測偏振特性裝置 圖二、檢測 Malus’s Law 裝置 1. 雷射光的偏振特性：裝置如圖一，雷射光須先行擴束以避免偵測器讀到 光的強度過強造成訊號飽和。旋轉偏振片觀察偵測器讀到的光強度，確 認雷射光是否是線偏振光，偏振方向為何，記錄之。 2. 自然光偏振觀察：將圖一中的光源換成自然光或其他任何光源，旋轉偏 振片，觀察有無偏振現象，記錄之。 3. 線性偏振、Malus’s law ：裝置如圖二，觀察並記錄偵測到的光強度與偏 振片角度的關係，驗證是否符合 Malus’s law 的預測：I cos2 θ ，其中θ O 1 是偏振片的 transmission axis 與入射光偏振方向的夾角。 圖三、1/2 波片與 1/4波片偏振特性檢測裝置 4. 1/2 波片效應、線偏振光的偏極態旋轉：裝置如圖三，經過偏振片 1 的 光已有確定之偏振態，在偏振片 1 的後面置一 1/2 波片(HWP) ，轉動偏 振片 2 觀察 HWP 造成的影響，記錄並比較光在偏振片一之後的偏振態 與 HWP 後的偏振態。轉動 HWP 到另一個角度再做一次，再比較偏振片 一之後的偏振態與 HWP 後的偏振態。記錄所觀察到的結果並討論現象 的成因。 5. 1/4 波片效應、線偏振光轉變成圓偏振光：裝置如圖三，將其中 1/2 波 片(HWP)換成 1/4 波片(QWP) ，轉動偏振片2 觀察 QWP 造成的影響，記 錄之 。轉動 QWP 到另一個角度，重做上述實驗，並記錄之。 三、驗器材： He-Ne 雷射 HN-5P 1 雷射固定座 LM 1 偏振片(附偏光鏡座) Pol-1 (PPM-1) 2 1/2 波長延遲片(附偏光鏡座) 003-009002-00 (PPM-1) 1 1/4 波長延遲片(附偏光鏡座) 003-008002-00 (PPM-1) 1 偵檢器 DET-110 1 示波器(附 BNC to BNC 線) GPS-830 1 1”透鏡(PCX, f=100mm) 003-103007-00 1 1”透鏡(DCX, f=50mm) 003-103004-00 1 1”鏡片透鏡座 LMR-1 若干 2”支撐棒 P-2 若干 2”支撐座 PH-2 若干 滑動底板 SB-2 若干 2 附錄： 光波是電磁波，圖四顯示光傳遞方向與其電場、磁場振動方向的關係，為了說明 方便以下只