偏振光的相干条件

自然光经过各向异性晶片时,由双折射所产生的两条偏振光——寻常光(o光)和非常光(e光)——是不相干的;但用平面偏振光射入晶片所产生的两条偏振光却是相干的,若用偏振仪器(例如尼科耳稜镜)把o光、e光的振动引到同一方向上,则它们将按通常方式发生干涉。有些教科书认为,得出这一结论的原因,在于自然光中不同方向的光振动是由不同原子和分子发出的,彼此没有一定的位相关系,所以不能发生干涉。据此,对于平面偏振光,虽然     

迈克耳孙干涉仪中引入偏振片组的实验研究

本文通过在迈克耳孙干涉仪实验装置中插入偏振片组的实验,探究了光的偏振性对其干涉情况的影响.光源选用激光.实验结果表明:入射光不论是自然光还是平面偏振光,通过分振幅或分波面法获得的两束光,即使通过两个互相正交的偏正片,这两束均可认为是来自同一波列的光,应具有恒定相位差.偏振片只影响光的振动方向,不会影响其相位关系,从而证明文献[1]和[2]的分析结果有误.     

光学一题

调节单色扩展自然光光源照明下的迈克耳荪干涉仪。以获得最大光强为I0、可见度为1.0的等倾圆条纹.现将一块λ/4波晶片插入干涉仪的一个光臂里,试问视场中的最大光强和可见度将会怎样变化?“光学一题”解答潘维济南开大学 自然光通过波晶片后仍然是自然光.初想起来,将λ/4波晶片插入迈克耳孙干涉仪的一个光臂后,除了波晶片厚度d所引起的圆条纹跳迁以外,在最大、最小光强上不会有什么变化,可见度仍然为1.0.但这个结论是错误的,错就错在没作仔细分析. 将入射的自然光等效成沿波晶片晶轴方向振动(e光)和沿与其垂直方向振动(o光)的两个振幅相等…     

光的偏振性对Hanbury Brown-Twiss实验的影响

在理论和实验上研究了完全偏振光的不同偏振态和光的偏振度对Hanbury Brown-Twiss实验二阶关联函数g(2)的影响.实验中用线偏振光通过1/4波片获得椭圆偏振光,并通过旋转波片实现对完全偏振光偏振态的改变;用两柬振动方向相互垂直,传播方向相同且相位差随机的线偏振光合成部分偏振光,并通过调节一束光的光强实现对合成光偏振度的改变.结果表明:对于完全偏振光,其偏振态的改变对g(2)没有影响;对于不同偏振度P的光源,g(2)为P的二次函数.特殊地,自然光情况下P=0,g(2)的理论最大值为1.5;完全偏振光情况下P=1,g(2)的理论最大值为2.理论与实验符合得较好.     

立体图形的简单演示

我们大家知道，光具有偏振性，如一束光的光振动在同一个方向上，我们就把这束光叫做线偏振光．利用偏振片能产生、鉴别线偏振光，当一束光通过一偏振片后就变成了线偏振光，该线偏振光的光振动方向叫做该偏振片的偏振化方向；当一束线偏振光通过一偏振片时，如线偏振光的光振动方向与偏振片的偏振化方向相同，通过的光最强，如线偏振光的光振动方向与偏振片的偏振化方向垂直，通过的光最弱．偏振片在立体电影的放映中起了重要作用． 立体电影的原理可简述如下：在拍摄立体电影时，人们用左右两台固定在一起、相距一定距离的摄影机（模拟人…     

红宝石晶体的双散射

一、引 言 红宝石晶体是掺Cr3+的a-Al2O3单晶体,空间群为D3d-R3C,在光学性质上为单光轴晶体.根据晶体光学原理,一束具有各种振动的自然光进入单光轴晶体后.一般情况下,将分成两种互相垂直振动的偏振光:寻常光和反常光.二者在晶体内以不同的速度传播,因而晶体有两种不同的折射率(分别记为n 和 ),称为晶体的双折射.通常,定义 为双折射系数。红宝石为负单轴晶,即n ,而且 在晶体内,两种偏振光被吸收的情况也不相同.有两种吸收系数.吸收系数k可以按以下建议的定义[2]进行测定计算: 对寻常光, 对反常光,其中,几为光的波长,t为样品通光厚度,I0为…     

光学教学中的两个问题

 一、干涉出现波的干涉现象,波源要满足频率相同、振动方向相同和相位差恒定的条件,在大学基础物理教材里都是很强调这一点的。但是有一些教材随意指定两个波(光)源是相干的,却忽视了在自己随意指定的两个波(光).源往往是不满足相干条件的。以下摘录一本工科教材中的一个例题,就可说明上述问题。     

腔调谐过程中激光器中两垂直偏振光的回馈特性

腔调谐过程中同时对HeNe激光器进行光回馈，设定回馈镜驱动信号的周期远小于腔调谐信号的周期，此时便获得腔调谐过程中谐振腔中两垂直偏振光的回馈信号. 回馈的形式分为仅垂直光回馈、仅平行光回馈以及两光同时回馈三种情况. 当两光同时回馈时，两模式间的模竞争较弱，两光回馈曲线有一定的相位差，该相位差小于180°，两光总体波动幅度变化趋势相反. 当仅单偏振光回馈时，两模式间的模竞争较强，两光回馈曲线始终反相，而且两光波动幅度变化趋势相同，此时可以将两光强度信号相减以实现成倍提高回馈信号幅度，从而提高系统灵敏度. 尤其仅垂直光回馈时，两光各自光强波动幅值都较大，并且在较大的增益曲线范围内保持光强波动幅值无明显变化，该特性可用于提高回馈系统的抗干扰能力，减少因激光功率漂移而引起的错误计数. 关键词： 自混合干涉 光回馈 模竞争 位移测量     

Matlab软件在数字示波器实验中的应用

用matlab软件分别模拟了相互垂直不同频率的两个简谐振动在一个周期过程、初相相同而初相位差不同、初相不同而初相位差相同以及初相位差在一个周期变化四种情况下的李萨图，从模拟图上可以看出李萨图的运动轨迹过程，李萨图与两个信号的初相、初相差均有关系，初相位差随时间做周期性变化，合成的李萨图也做周期性变化。     

李萨如图形绘制仪

仪器原理如图１所示．两个转速可调的马达Ａ与Ａ’，分别固定在轨道Ｈ上和置于轨道的小车上，当两个马达转动时，通过其轴上的转盘，带动与之相连的连杆 Ｃ和 Ｃ’运动，从而当小车在轨道Ｈ上左右运动时，固定在小车上的滑杆Ｌ的活动套杆Ｆ也随之运动，这样，Ｆ就同时参与了两个相互垂直方向上的简谐振动，通过安装在Ｆ上的记录笔，就可以记录下质点此时的运动轨迹，即李萨如图． 使用时，通过调整两个马达的转速来调节两个分振动的频率，使之达到所要求的整数比．通过调整圆盘的初始位置，来调节两个分振动的初相差，从而实现同一频率比在…     

光在双轴晶体中的传播

单轴晶体中光的传播情况已为人们所熟知.它的物理图象简单清晰,也便于定量计算.双轴晶体中光的传播要复杂得多,且不便于定量计算.本文的分析表明,单色平面波在双轴晶体中传播时,相应的两光振动是处在这样两个平面内,即由波法线分别和两个晶体光轴所成平面的两个平分平面内.与单轴晶体相类似,我们定义这两个平分平面为两光的主平面,相应的两光线也分别处在这两个主平面内,其方向与波法线方向之间有明确的关系.在晶体界面上的双折射中,两光波法线都满足折射定律,两光线方向也可随之确定. 一、一般描述 若单色平面波在晶体中的波法线为S,两个…     

向列相液晶缺陷光子晶体透射光谱偏振敏感特性研究

研究了向列相液晶缺陷TiO2和SiO2交替的光学多层膜一维光子晶体透射谱偏振敏感特性。外电压下透射光谱测试和模拟结果显示,对于平行取向的向列相液晶,当自然光垂直入射时,禁带中两处出现e(TE模式)光和o光(TM模式)透射峰,具有偏振敏感性。随着电压增大,e光透射峰蓝移与o光透射峰合二为一,光谱可调谐范围分别为31和34nm;而对于取向混乱的向列相液晶,禁带中两处出现独立的透射峰,无偏振敏感性。随着电压增大峰位也蓝移,光谱可调谐范围分别为64和15nm。通过混乱取向液晶分子,可以使o光和e光有效折射率值相等,获得偏振不敏感特性。     

超声驱动的超声波振动减摩作用研究

借助于动力学原理,对超声驱动中的垂直超声波振动的减摩作用进行了理论研究。将超声电机定子和转子接触区定子表面一点的超声波振动分解成水平振动和垂直振动,并分析了两个方向振动对超声电机驱动作用的影响。提出水平振动产生摩擦驱动力,垂直振动影响水平驱动的效果,将垂直方向超声波振动的作用等效为普通滑动试验中垂直于滑动方向超声波振动的作用,揭示了垂直方向超声波振动是导致超声驱动动摩擦系数降低的原因。试验结果与理论分析定性地一致。     

光致异构聚合物中相互作用光学空间孤子对的垂直光调控

采用数值法研究了在具有光致异构非线性的聚合物中平行传播的光学空间孤子对(信号光)被另一束垂直入射光调控的情况.调节调控光和信号光的初始相位差、调控光入射位置等可以使信号光孤子产生合成、分开等现象，对此给出了物理解释.这种相互作用的空间光孤子被垂直光调控的现象可望应用于光合成、光互联、光波导等方面. 关键词： 光学空间孤子对 相互作用 垂直光调控 光致异构     

基于李萨如图形的精确测量初相位差研究

提出了通过李萨如图形来获取合成图形所用2个垂直信号的初相位差的方法,并在实验中进行验证.结果表明,对于特定的李萨如图形,将可能有多个初相位差值.同时,实验结果与理论分析结果基本一致.该研究结果,可以获取合成李萨如图形所用信号的参数信息,因此既丰富了大学物理实验课的学习内容,也可为电子测量领域中获取两电信号初相位差信息提供参考.     

相互垂直的简谐振动合成及李萨如图形的渐进变化

本文通过引入不同的时间尺度,对二维空间中两个垂直方向的简谐振动合成做了定量和定性的分析。虽然当两个振动的频率比为无理数时,在严格意义上不存在完全稳定的李萨如图形,但如果振动的频率比接近某一李萨如图形对应的频率比时,通过时间尺度分析,合成运动可以分解为一系列不同相位的李萨如图形及其之间的渐进变化。此外,本文利用振动的相位和两个垂直方向的振动方程的特点,将二维空间中的运动延拓到三维空间,指出这种李萨如图形的渐进变化为三维空间下的匀速旋转,且旋转速度取决于振动频率比与其临近有理数的接近程度。     

斜入射弹丸着靶位置立靶测量原理

常规的立靶测量装置要求弹道垂直预定靶面,当弹道不垂直预定靶面时,得到的测量结果是错误的。在终点弹道,有时很难保证靶面垂直飞行弹道。提出了一种由多光幕阵列组成的光幕立靶,可以实现小于70°入射角的弹丸着靶坐标的测量,不要求飞行弹道垂直靶面。在X和Y方向分别采用四个成固定角度的光幕来实现入射角度的测量,一次射击可得到弹丸的速度、速度方向上的空间角和着靶位置坐标。     

偏振态对准相位匹配线性电光效应的影响

系统研究入射光为不同偏振态时的准相位匹配线性电光效应。在准相位匹配条件满足时,若入射光为线偏振光,则o光与e光能够彻底耦合,出射光仍为线偏振光,且其偏振方向可以通过外加电场调节到任意角度;若入射光为椭圆偏振光,则o光与e光不能彻底耦合,输出光为与输入光同椭圆率的椭圆偏振光,其椭圆方位角可以通过调节外加电场旋转到任意角度;若入射光为圆偏振光,则o光与e光之间没有能量耦合,输出光仍为圆偏振光。准相位匹配条件满足的线性电光效应在保偏的偏振旋转器中有重要应用。在准相位匹配条件不满足时,o光与e光由于相位失配而没有能量耦合,输出光的偏振态取决于o光与e光的初始相位差和双折射(自然双折射和电光双折射)引起的附加相位差,特别是极化占空比为0.5时,电光效应引起的双折射总效果为零。     

用双、单摆振动示波装置合成欠阻尼振动实验研究

利用JGYW－2型双－单摆振动示波装置对两个相互垂直方向的同频率欠阻尼振动的合成进行了实验研究和理论分析，得到了欠阻尼振动合成的部分图形和表达式。当两个相互垂直、同频率、同振幅、位相差为π/2的欠阻尼振动合成时，振动曲线为等角螺线，从而揭示了数学上等角螺线的物理意义。     

汽车贴膜上出现彩色条纹的机理研究

当戴上偏光眼镜看贴有车膜的汽车前挡风玻璃时会看到一系列彩色条纹,通过理论分析和实验验证,发现汽车贴膜能够产生彩色条纹的原因类似于正交偏振光路中各向异性晶体所产生的消光干涉。在车内观察时,自然光以近似布儒斯特角入射到前挡风玻璃后透射出的光为部分偏振光,此时前挡风玻璃相当于起偏器;车膜就是具有双折射特性的各向异性晶体,部分偏振光通过车膜后形成振动方向相互垂直的o光和e光;偏光眼镜相当于检偏器,o光和e光在检偏器透振方向上的分量相互干涉,当光程差为半个波长的奇数倍时形成与该波长相对应颜色的干涉亮条纹。由于太阳光为复色光,所以随着入射角的变化会产生一系列的彩色等倾干涉圆环。在车外观察时,与在车内观察时类似,主要区别是在贴膜与空气的界面处o光和e光发生反射后再先后通过贴膜和前挡风玻璃返回到车前方,这时用偏光眼镜观察时即可看到彩色干涉条纹。有时如果观察角度和位置合适时,即使不佩戴偏光眼镜也能看到较浅的彩色条纹,这主要是因为光2次通过前挡风玻璃,此时的前挡风玻璃既是起偏镜,又是检偏镜。