实 验 报 告

姓 名：**

班 级：

学 号：**

实验成绩：

同组姓名：**

实验日期：20**-3-3

指导老师：助教10

批阅日期：

偏振光学实验

【实验目的】

1. 观察光的偏振现象,验证马吕斯定律

2. 了解1/2波片,1/4波片的作用

3. 掌握椭圆偏振光,圆偏振光的产生与检测.

【实验原理】

1． 光的偏振性

光是一种电磁波，由于电磁波对物质的作用主要是电场，故在光学中把电场强度E 称为光矢量。在垂直于光波传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动方向，通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。如果光在传播过程中，若光矢量保持在固定平面上振动，这种振动状态称为平面振动态，此平面就称为振动面（见图１）。此时光矢量在垂直与传播方向平面上的投影为一条直线，故又称为线偏振态。若光矢量绕着传播方向旋转，其端点描绘的轨道为一个圆，这种偏振态称为圆偏振态。如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆，就成为椭圆偏振态（见图2）。

 　　　　　　　　　　

2．偏振片

  　虽然普通光源发出自然光，但在自然界中存在着各种偏振光，目前广泛使用的偏振光的器件是人造偏振片，它利用二向色性获得偏振光（有些各向同性介质，在某种作用下会呈现各向异性，能强烈吸收入射光矢量在某方向上的分量，而通过其垂直分量，从而使入射的自然光变为偏振光介质的这种性质称为二向色性。）。偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光——起偏，也可以用来鉴别线偏振光、自然光和部分偏振光——检偏。用作起偏的偏振片叫做起偏器，用作检偏的偏振器件叫做检偏器。实际上，起偏器和检偏器是通用的。

3.马吕斯定律

　　设两偏振片的透振方向之间的夹角为α，透过起偏器的线偏振光振幅为，则透过检偏器的线偏振光的振幅为A，A=，强度　I=　，I==　　　　　　　　　　= 式中为进入检偏器前（检偏器无吸收时）线偏振光的强度。

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光的偏振现象及其研究

大学霸

（北京邮电大学，北京，北京市海淀区西土城路10号 100088）

摘 要：本文对光的偏振现象做了进一步的分析，熟悉了常用的起偏振和检偏振的方法，了解不同的偏振光的性质，并测量了三棱镜的布儒斯特角。半导体激光器通过偏振片产生线偏振光，由此验证马吕斯定律；使用偏振片可以产生与1/4波片可以产生和检测线偏振光，圆偏振光，椭圆偏振片；圆偏振光照射三棱镜，找出三棱镜的布儒斯特角，进而求得三棱镜的折射率。研究结果直观地反映了光的偏振现象，基本符合理论描述。 关键词：光的偏振；晶体波片；偏振光；马吕斯定律 中图分类号：（作者本人填写） 文献标识码：A

Research on the phenomenon of light polarization

Da Xueba

(Beijing University of Posts and Telecommunications,Beijing,100088,China)

Abstract：Purpose Analyze the phenomena of light polarization during the experiment. Understand the different nature of polarized light. Test and verify the Malus law. Measure the Brewster angle of triangular prism.

Method Use Laser the generator as light source. Laser will become different polarized light through the crystal wave plate and the polarizer. Optical power meter will show the changing of the light intensity. When the emitted light becomes linear polarized light，the angle of incidence is just the Brewster angle of triangular prism. Result The Malus law: I=I0cos2θ; Brewster law: taniB=

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polarized light

姓名：     班级        学号：             

实验名称：偏振光的实验

The purpose of the experiment: to master the spectrometer works, familiar with the principles and properties of polarized light. Verify Malus law, and the refractive index of the medium is determined according to Brewster's law.

Experimental principle:
The various analyzes and measurements in order to study the polarization properties of the polarization state of light and the use of light, various polarizing element: generating a polarized light component, and to change the polarization state of the light elements, etc., the following classification introduced.
1..Produce polarized light components
Light generated from the laser before the invention, the natural light in general are non-polarized light, and therefore produce the components of the polarized light must produce polarized. Based on the role of these elements in the experiment were divided into a polarizer and an analyzer. The polarizer is an element which converts natural light into linearly polarized light, the analyzer is a polarization state of the element used to identify light. In the laser resonator can take advantage of the Brewster angle of the output laser beam is a linearly polarized light.
 A lot of natural light becomes polarized, a method using light polarization phenomena in the interface reflection and transmission time. Our ancestors in the very early reflection of the horizontal plane light some research, but quantitative study was first performed in 1815 by Brewster. The reflected light perpendicular to the incident surface of the light vibration (called the s component) than parallel to the incident surface of the light vibration (called p component); while the transmitted light is opposite. Changing the incident angle at the time, there is a special phenomenon, i.e., when the incident angle of a specific value, the reflected light becomes completely linearly polarized light (s-component). Refracted light is partially polarized light, and at this time of the reflected light and refracted light vertical, a phenomenon known as Brewster's law. The method is one of the methods of the linearly polarized light can be obtained. As shown in Figure 1. Because this case, ,,

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实验题目：偏振光的研究        实验者：PB08210426 李亚韬

实验目的：掌握分光计的工作原理，熟悉偏振光的原理和性质。验证马吕斯定律，并根据布儒斯特定律测定介质的折射率。

实验原理：

为了研究光的偏振态和利用光的偏振特性进行各种分析和测量工作，需要各种偏振元件：产生偏振光的元件、改变光的偏振态的元件等，下面分类介绍。

1        产生偏振光的元件

在激光器发明之前，一般的自然光源产生的光都是非偏振光，因此要产生偏振光都要使用产生偏振光的元件。根据这些元件在实验中的作用，分为起偏器和检偏器。起偏器是将自然光变成线偏振光的元件，检偏器是用于鉴别光的偏振态的元件。在激光器谐振腔中可以利用布儒斯特角使输出的激光束是线偏振光。

    将自然光变成偏振光的方法有很多，一个方法是利用光在界面反射和透射时光的偏振现象。我们的先人在很早就已经对水平面的反射光有所研究，但定量的研究最早在1815年由布儒斯特完成。反射光中的垂直于入射面的光振动（称s分量）多于平行于入射面的光振动（称p 分量）；而透射光则正好相反。在改变入射角的时候，出现了一个特殊的现象，即入射角为一特定值时，反射光成为完全线偏振光（s分量）。折射光为部分偏振光，而且此时的反射光线和折射光线垂直，这种现象称之为布儒斯特定律。该方法是可以获得线偏振光的方法之一。如图1所示。因为此时   ，， ，若n₁=1（为空气的折射率），则

                 （1）

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偏振光的观测与研究

光的干涉和衍射实验证明了光的波动性质。本实验将进一步说明光是横波而不是纵波，即其E和H 的振动方向是垂直于光的传播方向的。光的偏振性证明了光是横波，人们通过对光的偏振性质的研究，更深刻地认识了光的传播规律和光与物质的相互作用规律。目前偏振光的应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。利用偏振光装置的各种精密仪器，已为科研、工程设计、生产技术的检验等，提供了极有价值的方法。

【实验目的】

1．观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念。 2．了解偏振光的产生和检验方法。 3．观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。 4．观测椭圆偏振光和圆偏振光。

【实验仪器】

光具座、激光器、偏振片、1/4波片、1/2波片、光电转换装置、光点检流计、观测布儒斯特角装置

图1 实验仪器实物图

【实验原理】

1．偏振光的基本概念

按照光的电磁理论，光波就是电磁波，它的电矢量E和磁矢量H相互垂直。两者均垂直于光的传播方向。从视觉和感光材料的特性上看，引起视觉和化学反应的是光的电矢量，通常用电矢量E代表光的振动方向，并将电矢量E和光的传播方向所构成的平面称为光振动面。 在传播过程中，光的振动方向始终在某一确定方位的光称为平面偏振光或线偏振光，如图2（a）。光源发射的光是由大量原子或分子辐射构成的。由于热运动和辐射的随机性，大量原

－

子或分子发射的光的振动面出现在各个方向的几率是相同的。一般说，在106s内各个方向电矢量的时间平均值相等，故出现如图2（b）所示的所谓自然光。有些光的振动面在某个特定方向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较强，这就是如图2（c）所示的所谓部分偏振光。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则的变化，其电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的移动轨迹呈椭圆（或圆形），这样的光称为椭圆偏振光（或圆偏振光），如图2（c）所示。

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                       偏振光的产生和检验

                          

一．实验目的

1、  掌握偏振光的产生原理和检验方法,观察线偏振光

2. 验证马吕斯定律，测量布儒斯特角；

二．实验原理

1.光的偏振性

光波是波长较短的电磁波，电磁波是横波，光波中的电矢量与波的传播方向垂直。光的偏振观象清楚地显示了光的横波性。光大体上有五种偏振态，即线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光和部分偏振光。而线偏振光和圆偏振光又可看作椭圆偏振光的特例。

（1）自然光

光是由光源中大量原子或分子发出的。普通光源中各个原子发出的光的波列不仅初相彼此不相关，而且光振动方向也是彼此不相关的，呈随机分布。在垂直于光传播方向的平面内，沿各个方向振动的光矢量都有。平均说来，光矢量具有轴对称而且均匀的分布，各方向光振动的振幅相同，各个振动之间没有固定的相联系，这种光称为自然光或非偏振光（见下图）。

 我们设想把每个波列的光矢量都沿任意取定的x轴和y轴分解，由于各波列的光矢量的相和振动方向都是无规则分布的，将所有波列光矢量的x分量和y分量分别叠加起来，得到的总光矢量的分量E_x和E_y之间没有固定的相关系，因而它们之间是不相干的。同时E_x和E_y的振幅是相等的，即A_x=A_y。这样，我们可以把自然光分解为两束等幅的、振动方向互相垂直的、不相干的线偏振光。这就是自然光的线偏振表示，如下图（a）所示。分解的两束线偏振光具有相等的强度I_x=I_y，又因 自然光强度

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光偏振实验报告

宋柯佳

（北京邮电大学，2011211119班，2011210566）

摘 要：概括地陈述论文研究的目的、方法、结果、结论。论文介绍了光的偏振现象，并且给出了常用的起偏振和检偏振方法。通过实验数据给出了圆偏振和椭圆偏振的实验现象和产生方法。实验通过光功率计的示数显示光通过偏振片后的强度，验证了马吕斯定律。通过改变两个偏振片的角度和四分之一玻片，产生了椭圆偏振光和圆偏振光。光的偏振性证明了光是横波，人们通过对光的偏振性质的研究，更深刻地认识了光的传播规律和光与物质的相互作用规律。

关键词：光偏振；马吕斯定律；起偏振；检偏振 中图分类号：（作者本人填写） 文献标识码：A

Optical polarization test report

Song Kejia

( Beijing University of Posts and Telecommunications)

Abstract： This paper introduces the phenomenon of polarization of the light, and gives thecommonly used methods polarizer and an

analyzer. Through experimental

data showscircular

polarization and elliptical

polarization experimental phenomena and methods of production. Through the power meter shows the number of experiments show the strength of the light through a polarizer after verified Malus law. By changing the angle of the polarizer and a quarter two slides, produce elliptical polarized light and circularly polarized light. Polarization of the light wave alone proved, people

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