自制教具演示光的偏振方向

在传统教学演示实验中,使用起偏器和检偏器演示光的偏振现象只能获得2个偏振片的相对偏振方向.当偏振方向平行时,透射光的强度最大;偏振方向垂直时,透射光的强度最小.借鉴矢量偏振光的性质,自制了径向偏振片代替起偏器,根据透射光的强度分布可以直接观察到光的偏振方向.     

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…     

椭圆偏振光与部分偏振光的实验验证

文献[1-2]指出，椭圆偏振光经偏振片后透射光强的平方根√I对于空间方向角的分布曲√I-θ不是椭圆，只有经适当的数据处理才能给出光振动矢量的空间椭圆轨迹．作为椭圆偏振光的验证性实验，已达到了我们的实验目的．然而，部分偏振光与椭圆偏振光在一定条件下经偏振片后的透射光强可以具有完全相同的空间分布．也就是说，我们不能仅用一个偏振片来鉴别部分偏振光与椭圆偏振光．本文在分析了椭圆偏振光与部分偏振光经偏振片后透射光强的基础上，进一步研究了椭圆偏振光与部分偏振光经1/4波片和偏振片后的透射光强，加深了对椭圆偏振光与部分偏振光偏振特性的理解，指出对偏振光的理解中存在的一些模糊认识，这有利于教学内容的深化．     

偏振光的杨氏干涉

在基础光学框架内,通过杨氏双孔干涉实验中线偏振光的干涉及线偏振光经过两任意厚度晶片的干涉等几个实例,说明了基于矢量波叠加概念的电磁干涉的基本思想、基本分析方法和基本现象.偏振光干涉时,观测平面上可以出现或不出现光强的周期性空间调制,但一般都产生光场偏振态的周期调制.它表明了光的矢量性对干涉的重要影响,并可揭示只分析强度条纹时被掩盖的一些物理效应.     

基于矩阵理论的螺旋液晶透射光偏振态研究

将螺旋型液品看作是N层双折射材料晶片叠合而成,而每层光轴相对于相邻的晶片有一个小的旋转.本文基于矩阵理论,研究了光在螺旋液晶中传输时偏振态的变化.经过详细的数学推导,理论研究表明.线性偏振光经过螺旋液晶后偏振态会发生改变.当满足一定的条件时,线偏振光的偏振方向旋转90°,左旋圆偏振光经过左旋螺旋液晶后转变为右旋圆偏振光.     

偏振光干涉演示仪的简单制作

采用简单的实验材料，改进偏振光的干涉演示实验，使实验简单易行，且偏振光的干涉原理以及干涉中相位和光强的关系在简单实验中得以具体体现．     

三维光栅的演示实验

在衍射光栅教学中,一般只做一维光栅和二维光棚的演示实验。而对于三维光栅,一般只讲晶体的x射线衍射,而不做演示实验(主要因为x射线设备较贵)。 本文介绍一种简单的演示方法,即用激光干涉法拍摄三维光栅,在分光计上进行演示。 采用两平行激光束拍摄全息光栅,两光束的夹角为θ,其空间频率如下式所示:若激光波长λ的单位用毫米,则v的单位是条/毫米。当所拍摄的干涉条纹空间周期比全息干板的乳胶层厚度还小时,干涉条纹便显示出一定的深度分布,此时必须把它看成是三维光栅即体光栅。如用乳胶厚度为7μ的银盐全息干板拍摄全息光栅,当干涉条纹超…     

复指数矩阵法研究螺旋液晶光学传播特性

提出一种研究螺旋液晶光学特性的数学处理方法.螺旋型液晶可当作N层双折射材料晶片叠合而成,而相邻晶片的光轴依次旋转一个小角度.在光学转换矩阵中引入复数来研究螺旋型液晶光学性能,给出了相关的数学处理方法.研究了线性偏振光在螺旋液晶中的传播特性,并给出了光经过螺旋液晶后电场强度的矩阵表达式.研究发现,如果入射光波长等于螺旋液晶螺距,线偏振光经过右螺旋液晶后是左旋圆偏振光.理论上分析了螺旋液晶对可见光选择性反射机理.     

偏振光双光干涉的新实验

偏振光双光干涉的新实验袁剑辉（中山大学物理系广州５１０２７５）一般光学教材都介绍了会聚偏振光的干涉，其干涉图样是带有亮或暗十字线的一组明暗相间的同心圆环．本实验以小功率的氦氖激光器为光源，用短焦距透镜将平面偏振光会聚在渥拉斯顿棱镜的前表而上，在观察屏...     

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.     

基于琼斯矩阵的FIR晶体光滤波器设计方法

FIR晶体光滤波器由夹在两个偏振片之间的N个厚度相同的晶片构成,设计过程中需要根据要求的频率响应求出各个晶体波片的光轴方向和输出端偏振片的通光方向.提出了一种基于琼斯矩阵的反向递推设计方法.FIR晶体光滤波器的琼斯矩阵是各个晶片以及偏振片琼斯矩阵的乘积,利用这一关系可以建立简单的反向递推关系,并计算出与输出偏振分量对应的正交偏振分量,通过迭代运算确定所有元件的角度参数.实例设计的结果与使用其它方法得到的结果一致,设计过程简单.     

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     

对《旋光原理实验的改进》的商榷

本刊1992年第1期登的“旋光原理实验的改进”（下称“改进”）一文读后深受启发，并在我们的教学中予以采用，该文把所有光学元件裸露在外，学生可以直观明了实验原理及旋光仪结构．此改进的关键在于半荫偏振装置的设计和调整．按“改进”的设计如图1（a、b）所示，P；为一个圆形偏振片，P；为一个半圆形偏振片，当P。的偏振轴取图1（。）的C’或C的方向时，半荫偏振装置左右两部分光强相等，但我们认为这个结论是不正确的．下面我们来简单分析一下半荫偏振装置左右两部分的偏振光通过P。后的相对光强的大小．如图2所示，光源通过半荫偏…     

杨氏双缝干涉实验中引入偏振片的教学思考及分析

将偏振片引入杨氏双缝干涉实验,并讨论不同组合时干涉条纹的规律,是一道很有意义的习题,然而,常见的解答——“无固定相位差”,对问题的本质认识不够深入。本文运用马吕斯定律和波的叠加原理,计算了叠加后的衬比度。定量计算表明,在杨氏双缝干涉实验中,引入三个偏振片时,没有干涉条纹的物理实质是存在投影相位差,并且指出,在这一问题中,投影相位差是干涉条纹存在与否的决定性因素。文章物理图像直观,适合在课堂教学中运用,清晰地展示投影相位差的作用,也有助于学生对光源发光机理、干涉、偏振的概念以及偏振光干涉的深入理解与运用。     

洛埃镜干涉中的一个值得注意的问题

洛埃镜干涉实验装置由平面反射镜MM’、线光源S1、接收屏幕F和挡光板P组成，如图1所示．当入射角很大时，直接入射到接收屏幕的光和由反射镜反射到接收屏上的光相遇，在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹，并且当屏幕水平移到紧贴反射镜的边缘M’时，屏上过M’处是一条平行于线光源的暗纹．由此我们认为当光掠入射时，     

色偏振的理论及应用

本文就色偏振的理论作了详尽的分析。重点分析振幅Ａ１、Ａ２与角φ的关系，区别单色的干涉光与非干涉的白色背景光，得出在色偏振中光强、色纯度、互补色、变色位置和色调变化的规律。同时也对某些应用作了探讨。     

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.     

基于玻璃片的偏振光路的研究

为解决激光偏振光能量利用率低的问题,利用布儒斯特原理设计了一个简单的获取偏振光的实验光路.通过玻璃片将非偏振光分束,使产生的s偏振光经晶体旋光至与p偏振光平行,再通过偏振片进入探测系统.给出了在该系统下玻璃片数m与系统参数的关系,计算了在使用不同型号玻璃下的光能利用率最大时的片数及透光率,同时进行了实验研究.结果表明,在使用普通玻璃情况下偏振光的利用率可以比单纯使用偏振片高10%左右.     

色散光偏振性的简单检验

检验偏振光,用尼科尔或偏振片当然是最方便的。但我们还可用一更为简便的方法,即用一肯面涂黑的普通玻璃片来进行,其方法如图所示。当反光面平行于三棱镜的棱时,被反     

等傅里叶系数双折射滤光器

对李奥(Lyot)双折射滤光器的出射振幅进行傅里叶分析,可看出博里叶系数都等于1/2~N,N是滤光器的级数.我们找到一种等傅里叶系数双折射滤光器,它由两个偏振片之间放置任意数m的等厚双折射晶片组成,选择晶片之间的角差分布,使其出射光傅里叶系数相等为1/(m+1),当两偏振片平行,晶片角递增时,其傅里叶系数全等。程差为波长的整数倍时,透过极大。当两偏振片相互垂直,晶片角正负相间时,傅里叶系数仅数值相等,而符号正负相间,程差为半波长的整数倍时,透过极大,只需以(m+1)替换2~N代入L滤光器有关性能的公式中,就可获得此种滤光器性能,如半宽△λ=△λ_1·2/(m+1),后接滤光器晶体厚度d_2=(m+1)d_1。厚度匹配的两个等傅里叶滤光器的傅里叶展式相乘,可获得组合滤光器的傅里叶展式。根据以上理论,找到了等傅里叶系数滤光器之间,以及它与李奥,Evans,Solc滤光器和部分偏振片滤光器之间存在的11种严格组合,可产生各种特性的滤光器。以上性能均为计算所证实。以往(?)olc滤光器与其它滤光器之间组合设计,缺乏严格的匹配理论,往在增加主带外的散射光。对m≤100,编制了计算该种滤光器晶片间角差的程序,并具体计算了m≤15的角差,为该种滤光器的应用提供了最主要的设计参数。此外,还给出了角差误差和厚度误差的有关公式.