非实验室环境下的偏振光实验及其拓展

在非实验室环境下,以液晶显示器和太阳镜作为光源、起偏和检偏器,演示了偏振光的性质;同时结合智能手机作为光强探测器验证了马吕斯定律.作为偏振光实验的拓展,利用上述工具演示了透明介质在受力过程中的应力分布的变化.     

普通物理实验中偏振光实验内容优化

分析了偏振光实验中存在的一系列问题,改进实验教学内容.     

验证马吕斯定律实验的改进

利用改进的实验光路,分析得到透射光光强I/I_0与cos~2(θ)在四个象限内均呈线性关系,满足马吕斯定律,证明使用改进后的实验光路可以代替普通的起偏器检偏器实验光路来实现马吕斯定律的验证,减少了普通的起偏器和检偏器实验光路中偏振片的使用所引入的实验误差。使用该实验光路可以同时测量布儒斯特角和验证马吕斯定律,让学生更加系统的理解和掌握偏振光的特性。另外,通过I/I_0与cos~2(θ)的关系图还可以检验学生对布儒斯特角测量的准确性。     

多功能偏振光演示仪在教学中的应用

设计了多功能偏振光演示仪,清晰地演示了偏振光的马吕斯定律、色偏振以及互补色原理.     

马吕斯定律用于退偏振片时的修正及实验验证

在考虑二向色性偏振片存在退偏振的情况下对马吕斯定律进行了推广,建立了自然光通过两个非理想偏振片时透射光强度的物理模型,并进行了实验验证.实验结果表明,该物理模型与实验数据符合较好,大大改善了验证马吕斯定律的普通物理实验中数据与理论的符合程度,实验误差明显减小,相对误差在5%左右.本模型实验原理简单,物理图像清晰,是与实验符合很好的简化模型,有助于降低实验室的维护成本,开阔学生的思维,培养学生的创新素质和创新能力.     

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．     

线偏振光转向器的原理与设计

本文根据Malus定律对偏振片作用的分析得出了在理想情况下利用偏振片使线偏振光的振动方向转动的规律并设计了一个可制作的线偏光转向器．     

偏振光实验方法的改进

用半导体激光电源代替常规的He—Ne激光光源进行偏振光实验,可使偏振光实验精度提高,操作更为简便。     

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．     

部分相干电磁光束在杨氏双缝实验中的偏振特性

推导了部分相干电磁光束经过杨氏双缝干涉后偏振度的表达式,研究了干涉光场偏振度的变化情况.结果表明,干涉光场偏振度不仅取决于双缝处的偏振度、相干长度,而且还取决于杨氏双缝缝宽.当所有相干长度都相等时,干涉光场偏振度不再发生变化,其值就等于双缝处的偏振度.着重分析了系统中交叉谱密度矩阵系数Bxy=Byx≠0的情况,并将结果与Bxy=Byx=0时作了比较.     

Quantum Polarization Characteristic Function and Cumulant Analysis of Stokes Parameters

We derive the unitary polarization operator for the so-called lowering and raising operators in the factorized form and, based on this operator, determine characteristic functions and calculate cumulants for the single-mode coherent radiation, two-mode entangled states, and polarization-squeezed light. Higher-order cumulants clearly show the non-Gaussian statistics of the Stokes parameter fluctuations and the connection between them.

     

横向应力对保偏光纤偏振耦合特性的影响

在考虑到各向同性光纤和各向异性光纤在横向应力作用下介电常量变化量差别的条件下,利用弹光效应和折射率椭球得到了外界横向应力与保偏光纤介电常量变化量的关系.采用耦合模理论分析了横向应力作用下保偏光纤偏振耦合特性,数值模拟了横向应力大小、方向以及作用长度对偏振耦合强度的影响,应力作用方向与主轴(未受外力)成45°时,光纤受扰...     

光电效应伏安特性实验改进研究

光电效应实验及理论解释,为量子理论的建立奠定了基础,在光电效应伏安特性实验中,如何有效减少实验影响因素,提高测量结果的精确度,成为光电效应伏安特性实验改进的一个关键点。本从光电效应实验测量的伏安曲线出发,分析理论与实验结果上的差异,提出了影响实验结果的因素以及相应的实验操作办法,为光电效应伏安特性实验的改进,获得更加精确的实验数据以及光电效应实验的应用奠定了基础。     

空间用调Q偏振耦合输出棱镜谐振腔特性分析

为了优化棱镜谐振腔在调Q状态下的运转特性,充分利用琼斯矩阵光学分析棱镜谐振腔的特性,在不同材料棱镜情况下,比较了可变输出耦合率、泡克耳斯盒的消光比以及输出耦合率的调节.得到泡克耳斯盒在四分之一波长电压下能够得到比半波长电压更高的消光比,从而更适合在调Q工作状态下工作.     

长周期保偏光纤光栅的偏振特性研究

用高频CO2激光脉冲写入法在熊猫保偏光纤上写入长周期光纤光栅,并对其偏振特性进行了全面的试验研究.试验结果表明,在输入椭圆偏振光偏振角度0到2π的变化范围内,高频CO2激光脉冲写入法在熊猫保偏光纤上写入的长周期光纤光栅谐振峰幅值会随着入射椭圆偏振光偏振角度的改变发生以π为周期的周期性变化,并且相邻两谐振峰幅值变化趋势相反,相位差为π.在相同偏振角度下将两谐振峰幅值相减,其差值呈近似于锯齿波的周期性变化,周期也为π.在没有发生模式干扰的情况下,谐振峰波长几乎没有发生漂移.基于模式耦合理论,文中还对所观察到的试验现象进行了定性的理论解释.     

横向应力对保偏光纤偏振耦合特性的影响

在考虑到各向同性光纤和各向异性光纤在横向应力作用下介电常量变化量差别的条件下,利用弹光效应和折射率椭球得到了外界横向应力与保偏光纤介电常量变化量的关系.采用耦合模理论分析了横向应力作用下保偏光纤偏振耦合特性,数值模拟了横向应力大小、方向以及作用长度对偏振耦合强度的影响,应力作用方向与主轴（未受外力）成45°时,光纤受扰最敏感|输出消光比随力作用长度呈现周期性变化,力的作用大小不同,交换能量周期也不同|在应力大小部分区域输出消光比和横向应力大小成线性关系,结论与已有实验结果一致.     

对压电陶瓷极化特性的研究

根据研究模型首先得出压电陶瓷极化特性的理论推测,然后使用DP-5型介电谱仪,测量由压电陶瓷材料制作的蜂鸣器。实验测出压电陶瓷的极化方式与极化率和外场频率有关,随着频率的增加,压电陶瓷的离子位移极化率、电介质分子取向极化的极化率将减小,最终表现为相对介电常数减小。实验结果与理论猜测吻合。     

红外通信特性实验

介绍红外线和红外光学材料的基本原理和特性,在实验教学中开设红外通信实验,并通过对影响实验的相关参数进行研究,使学生了解红外材料的基本特性及简单的应用.     

动态光散射实验中散射光偏振状态的研究

颗粒散射光的偏振状态对提高动态光散射实验系统空间相干性和测量结果正确性有着重要影响,因此研究散射光的偏振状态具有重要现实意义的。本文利用米散射理论分析了入射光与散射光偏振状态之间的关系,在此基础上揭示了在动态光散射中使用垂直偏振光作为入射光的理论依据,并在实验中验证了上述理论的正确性。