偏振光现象的观察和分析

1809年，法国工程师马吕斯在实验中发现了光的偏振现象。对于光的偏振现象研究，使人们对光的传播（反射、折射、吸收和散射等）的规律有了新的认识。特别是近年来利用光的偏振性所开发出来的各种偏振光元件、偏振光仪器和偏振光技术在现代科学技术中发挥了极其重要的作用，在光调制器、光开关、光学计量、应力分析、光信息处理、光通信、激光和光电子学器件等应用中，都大量使用偏振技术。

1. 如何产生线偏振光
2. 如何利用波片产生圆偏振光和椭圆偏振光
3. 线偏振光通过1/4、 1/2波片后偏振态的变化，自己设计光路实现验证

详见教材中的实验6－7 {{ :course:design2:赵凯华光学.pdf |波片、偏振光干涉原理}}

1. 波长为635nm的半导体激光器
2. 两个固定在转盘上直径为2cm的偏振片。（注意：转盘上的0读数位置不一定是偏振轴所指方向）
3. 两个固定在转盘上直径为2cm的1/4波片。（注意：转盘上的0读数位置不一定是1/4波片的快轴或慢轴位置）
4. 带光电接收器的数字式光功率计。
5. 光具座
6. 遮光罩
7. 手电筒

1. 验证马吕斯定律
2. 理解1/4波片的作用。
   1. 分别观察波片光轴与偏振片透振方向夹角为15度、30度、45度、60度、75度、90度时，激光正入射到1/4波片上，出射光的偏振状态变化。
   2. 选择其中一个夹角，测量出射光360°的光强分布
3. 理解1/2波片的作用。
   1. 分别观察波片光轴与偏振片透振方向夹角为15度、30度、45度、60度、75度、90度时，激光正入射到1/2波片上，出射光的偏振状态变化。<需记录极小值对应的角度>
   2. 选择其中一个夹角，测量出射光360°的光强分布
4. 利用两个1/4波片组合成1/2波片；
   1. 如何验证确实构成了1/2波片？

本实验做完实验，要完成一份正式的实验报告，并和实验记录本一起上交给老师。

偏振片波片上的绝对刻度没有意义，不代表通光方向和光轴方向。

报告要求：

1. 马吕斯定律在直角坐标系下作图。
2. 偏振光经过四分之一波片后，光强随检偏器角度变化的测量结果在极坐标系下作图。
3. 四分之一波片的测量结果，作表格，并分析透射光的偏振性质。
4. 偏振光经过二分之一波片后，光强随检偏器角度变化的测量结果在极坐标系下作图。
5. 二分之一波片的测量结果，在直角坐标系下线性拟合，并分析二分之一波片的性质。
6. 如何将四分之一波片组合成二分之一波片。

1. 将胶带纸样品放在正交偏振片P、A之间，用白炽灯照射，转动该样品，观察现象并解释（选做）
2. 旋转偏振片和1/4波片，观察蓝天、玻璃窗的反射光，光亮的书封面或照片的表面，分析所观察到的现象。（选做）

1. 赵凯华-光学6.4-6.5.pdf
2. 参考教材《基础物理实验》-光偏振现象的研究
3. 贾玉润，王公治，凌佩玲. 大学物理实验. 上海：复旦大学出版社. 1987
4. 杨之昌，马秀芳．物理光学实验．上海：复旦大学出版社．1993．
5. 章志鸣，沈元华，陈惠芬. 光学（第二版）. 北京：高等教育出版社. 2000，101～105
6. 赵凯华，钟锡华. 光学（上、下册）. 北京：北京大学出版社. 1984
7. Jenkins F A, White H E. Fundamentals of Optics. 4th ed. London: McGRAW-HILL KOGAKUSHA LTD, 1976. 266～279
8. 偏振简介
9. 1/4波片
10. https://www.bilibili.com/video/av41863251/ 【直观解释】光的偏振：圆偏振，线偏振，非偏振光
11. hecht-optics

《大学物理实验数字化教程》-机械工业出版社这一书中的偏振光的研究视频讲解

感谢ID为x8808099的同学补充学习资料。 — 乐永康 2014/09/29 09:15

用Jones运算计算检偏器读数和角度关系的理论值，mma代码https://1drv.ms/u/s!AoqTGDohqnUOgfgmhvzL5PnD6bqgdA?e=GqLDyh —2021/11/16