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。     

用对切透镜作偏振光干涉实验

菲涅耳、阿喇果在1817年曾作一系列实验广泛研究偏振光干涉的条件,其结论归纳为菲涅耳——阿喇果定律,其要点为1.两个正交的相干偏振光不能发生干涉; 2.两个平行的相干偏振光以与自然光相同的方式发生干涉; 3.自然光的两个正交偏振态的分量,即使把它转到一个方向,也不能发生干涉. 文献[2]、[3]分别提供了偏振光干涉的实验方法.但文献[2]中提供的是在杨氏     

两束部分偏振光的干涉场分析

从波的叠加与干涉的基础理论出发,给出了当两束部分偏振光的一个光强极值方向平行时,其干涉场的光强分布和干涉条纹衬比度表达式.该表达式可应用于自然光、线偏振光和由二者组成的部分偏振光参与的干涉过程.在此基础上,对线偏振光与线偏振光、自然光与自然光、线偏振光与自然光等不同偏振态光叠加时的干涉场进行了具体分析,给出了其相应干涉场的光强分布及其干涉条纹衬比度的具体表达式,得到的结果对识别前述各种偏振态光形成的干涉场以及提高干涉仪中相应干涉场的干涉条纹衬比度具有重要意义.     

晶体的主截面和光线的主平面是两个不同的概念

为了便于了解双折射中两束偏振光的特性,引入了晶体的主截面和光线的主平面这两个重要概念. 目前流行的光学教材中,对主截面和主平面的概念的引人说法不一,归纳起来有下面三种: 其一[1,2],把主截面和主平面统一起来写道:包含光轴和光线的平面称为晶体的主截面.O光的光矢量的振动方向垂直于主截面,e光的光矢量的振动方向平行于主截面. 其二[3],根本不提主平面的概念而只提出晶体的主截面.写道:通过光轴并与任一晶面正交的平面叫晶体的主截面.o.光和e光都是线偏振光,但振动方向不同,o光垂直于晶体的主截面,e光平行于晶体的主截面. 其三*,5],…     

菲涅耳—阿喇戈定律的实时显示

菲涅耳和阿喇戈对线偏振光产生干涉的条件进行了广泛的研究,把他们研究的结论概括成菲涅耳—阿喇戈定律(FresnelArago Law),即:1,两个正交的相干 P 态不能发生干涉,并且不产生条纹.2,两个平行的相干 P 态以与自然光相同的方式发生干     

偏振光干涉中的一个问题

在工科物理教材中,“偏振光干涉”这一节往往通过以下实验简略地说明偏振光的干涉机理。如图1,若将平面线偏振光投射到图中所示装置上,并适当调整晶片 P 的光轴和检偏器 M 的透振方向,可在屏 G 上观察到干涉现象;而若将自然光直接投射到晶片上,屏上将不会出现干涉现象.对此,某些教材是这样解释的:“由天然光线经过双折射晶体所产生的寻常光线与非常光线是不相干的,因为它们来自于不同的原子和分子,相互     

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。     

光扇效应对Ce：KNSBN记录偏振组态的影响

在非同时读出条件下 ,采用Ar+ 5 14 .5nm单色激光为光源。以信号光为非寻常偏振光 (e光 ) ,通过改变抽运光的偏振态 ,研究不同写入光偏振组态下Ce∶KNSBN晶体的两波耦合特性。结果表明 :由于光扇效应的影响 ,信号光和抽运光同为e光时并非如预测的那样为最佳记录偏振组态。在信号光和抽运光与晶体表面法线呈θ =11°角对称入射下 ,当抽运光的偏振方向与e光偏振方向呈 30°角时 ,光扇噪声得到明显抑制 ,两波耦合增益最大。其原因是抽运光的o光分量对光扇散射光起到了非相干擦除 ,使两波有效耦合得到提高。     

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…     

低功率近红外光的偏振方向对光致折射率变化影响的实验研究

研究了利用低功率近红外光辐照In:Fe:LiNbO3晶体时写入光束的偏振方向对光致折射率变化(Δn)的影响.分别采用正常偏振(o光)和非常偏振(e光)的近红外细激光束,在In:Fe:LiNbO3晶体中进行了光折变实验.研究表明,两种偏振方向引起晶体的Δn实测曲线相似,但变化规律恰好相反,o光引起的折射率变化量约是e光的3倍左右.近红外光写入下两种偏振光束引起晶体的Δn分布规律都不同于可见光,尤其是e光辐照区域中心晶体的折射率升高.因此,通过选择不同偏振方向的近红外光可以在光折变晶体中制作不同折射率分布的非线性光学器件.     

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.     

正交偏振干涉的矢量光场分析和检测

在大学物理中,光的干涉和衍射现象是描述光的粒子性和波动性非常常见的内容。那么光的干涉需满足相干条件,即两束光具有相同的偏振态、相同的频率和固定的相位差。因此,在标量衍射理论中,完全正交偏振的光不能够发生干涉现象。为拓展和探究正交偏振态下两束光相遇时光场的矢量变化,本文构建了基于马赫-曾德尔配置的正交偏振光(即正交线偏振和正交圆偏振)相干涉而产生的光场,利用检偏器检测光场的矢量特征及条纹分布情况。结果表明正交偏振光相干涉产生了周期性的矢量光场。该研究能够帮助学生更加直观的掌握波片及偏振片调制不同偏振态的光束并实现矢量光场的检测和分析。     

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.     

读者来信

众所周知,自然光可以分解为两个振动方向相互垂直的等幅的光振动,这两个光振动之间是没有固定的相位差的,也即自然光可以等效为两束同向传播的振动方向垂直的线编振光,而这两束线偏振光也是没有固定相位差的.但是,在实际问题中,对于“无固定相位关系”这一点,不仅学生容易忽视,而且在一些大学物理教材和参考书的例题和习题中也常常被忽视，以至于出现错误解答，现特别提出来，希望引起教师和学生对于自然光的这一基本概念的重视。     

半导体中相干控制光电流对光场的偏振依赖性

采用黄金定则方法和Kane六能带模型，分析了半导体中的量子干涉控制光生电流效应.计算了不同偏振光场下载流子在动量空间的初始布居分布，从微观上阐明了相干电流对光场的偏振依赖特性.在平行线偏振情况下，相干电流方向沿光场的偏振方向；而在正交线偏振情况下，电流方向与倍频光的偏振方向相同.还证明了只有当单光子跃迁和双光子跃迁相平衡时才能获得最大的电流注入效率. 关键词： 量子干涉 光电流 线偏振光     

几种新型LD泵浦Nd∶YAG双频激光器

介绍了几种LD泵浦Nd∶YAG双频激光器 ,均应用双折射原理实现。一类是利用自然双折射效应 ,在激光谐振腔内加入自然双折射元件 ;另一类则是对YAG晶片加压力 ,使YAG晶片本身成为应力双折射元件。由于双折射效应使激光在谐振腔内产生偏振方向互相垂直的寻常光 (o光 )和非寻常光 (e光 )两种成分。因为o光和e光在双折射元件中有着不同的折射率 ,因此一个激光谐振腔变成了具有两个物理长度的谐振腔 ,从而产生双频激光。改变自然双折射元件或对YAG晶片施加的压力 ,可调谐频差。实验中获得 10 9Hz量级的大频差 ,合成波长可到几十毫米 ,适用于绝对距离干涉测量     

基于旋转超表面的相干自旋霍尔效应的可调光束（英文）

基于光子的自旋霍尔效应,超表面可用于光束的产生和控制。本文基于旋转变换利用一维纳米孔链设计了二维纳米孔旋转对称超表面。利用此样品,可以由左旋圆偏振(LCP)和右旋圆偏振(RCP)光的自旋霍尔效应同时产生贝塞尔光束。利用线偏振光激发,通过控制两个圆偏振光激发光束之间的相干干涉可动态调控贝塞尔光束的强度和偏振。同时,此方法还具有宽带调制的优点。     

Ce∶BaTiO_3中光折变光栅衍射效率上升现象及分析

在对Ce∶BaTi O3晶体进行双光束干涉光折变光栅暗衰减特性的实验研究中,发现了暗条件下光折变光栅归一化衍射效率长时间上升的异常现象:在e光偏振、大入射角度产生光折变光栅的实验中,衍射效率在长逾8 h的时间内持续上升.而在e光干涉、小入射角度和o光干涉时均未出现衍射效率长时间上升的现象.分析认为:由于自泵浦位相共轭光的产生和晶体中的两个深能级参与了光折变过程,形成了衰减速度不同、光栅方向垂直的两个光栅,导致了暗衰减时衍射效率的长时间上升.     

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…     

Ce∶BaTiO3中光折变光栅衍射效率上升现象及分析

在对Ce∶BaTiO3晶体进行双光束干涉光折变光栅暗衰减特性的实验研究中,发现了暗条件下光折变光栅归一化衍射效率长时间上升的异常现象：在e光偏振、大入射角度产生光折变光栅的实验中,衍射效率在长逾8 h的时间内持续上升.而在e光干涉、小入射角度和o光干涉时均未出现衍射效率长时间上升的现象.分析认为：由于自泵浦位相共轭光的产生和晶体中的两个深能级参与了光折变过程,形成了衰减速度不同、光栅方向垂直的两个光栅,导致了暗衰减时衍射效率的长时间上升.