偏振光干涉的實驗裝置

㈠ 偏振光的干涉的平面偏振光

觀察會聚的平面偏振光干涉的實驗布置如圖4所示,其中晶片 K的光軸與晶片表面垂直並且平行於系統的光軸。如果,透鏡L1和L2不放在起偏鏡N1和檢偏鏡N2之間,因為在晶片內o光和e光都沿光軸進行，沒引入位相差，所以沒有干涉現象。但若利用透鏡L1產生會聚於晶片 K的平面偏振光，又用透鏡L2將此會聚光再變為平行平面偏振光，當晶片是厚為 2mm的方解石時，通過檢偏鏡N2可以觀察到如圖5所示的干涉圖樣。其中黑十字稱等旋線，又以透鏡光軸為中心的明暗相間的圓環，稱等色線。
圖6a表示順光線看去，會聚光在晶片前表面上的投影。其中,圓代表自透鏡L1射出的、有相同孔徑角(即在晶片表面上有相同入射角i1)的光線在該表面上的軌跡。通過圓周上各點的偏振光的振動方向在該表面上的投影,都平行於起偏鏡主截面N1。在晶片K很薄的情況下，o光和e光分開得很少，因而以入射角i1射到晶片上的光線，可由圖6b表示其晶體內的光路。由圖6a可以看出, 對於通過P、P‵、H和H‵各點的偏振光並不分解,在N1⊥N2的情況下, 都不能通過檢偏鏡N2,其他同心圓周上與之相應的各點與此相同，因而通過N2觀察時，會看到暗的十字；當N1∥N2時,這些點上偏振光都能通過N2,所以會看到亮的十字。
對於圓周上的其他各點，例如C點,平行於N1的矢量在晶體K內分解成沿該點圓周切線方向的o光和沿半徑方向的e光。在近似的情況下,兩光在晶片內所通過的幾何路程為l‵，因而晶片K和檢偏鏡 N2給兩光造成的位相差為 ，
式中l‵=l/cosi姈, i姈為光在晶體內的折射角，né為晶體在i2方向上e光的折射率。顯然，在這種情況下,位相差只決定於i姈角。具有相同i姈的光，有相同的位相差，同在一干涉條紋上。於是，通過檢偏鏡看到的干涉圖是一組明暗相間的同心圓環；用白光照射時，看到的干涉圖是彩色同心環，同一圓環有同一彩色，故名等色線。
當晶體光軸在其他方向時，則所得的等旋線與等色線和上述的顯著不同,圖7就是光軸平行於表面的石英片放在 N1⊥N2的系統中所看到的會聚的平面偏振光的干涉圖樣。

㈡ 偏振光的干涉的平行偏振光干涉

平行偏振光干涉裝置由偏振光發生器、各向異性裝置、檢偏器與接收光屏三部分組成。
平行偏振光干涉裝置

㈢ 十萬火急的物理問題:在楊氏干涉實驗裝置後雙縫後面各放置一個偏振片,若兩偏振片的透振方向相互垂直,

產生干涉的條件之一就是兩列波的振動方向不能垂直啊。兩個偏振片垂直，出來的光的振動方向就垂直，自然沒有干涉條紋了。各點的光強不用考慮相位問題直接疊加，自然是有光照到屏上了。現象就和沒用雙縫一樣嘛。

㈣ 偏振光的干涉的偏振光干涉的應用

與光的干涉相似，偏振光干涉也含有三項要素，即照明光波特性，各向異性裝置引起的相位差以及干涉光場分布。偏振光干涉的各種應用都可以歸結為通過其中兩項要素來求取第三項要素的過程。
偏振光干涉具體應用的例子有晶體雙折射率的測定，光測彈性力學與金屬、薄膜折射率的測定，橢圓偏振光的檢驗等等。
第一部分為偏振光發生器，由一塊起偏器和一塊晶片組成（也可以省略去晶片），常見的晶片有半波片等。當偏振光發生器中只含有起偏器而不含有晶片時，出射光為先偏振光，當其中的晶片不同時，可以產生不同的偏振光，又由於偏振片的作用，入射光經過偏振片後，其能量並不能完全轉化為出射光。第二部分為各向異性裝置，各向異性裝置通常是晶體板或者波晶片，其作用是產生振動方向相互垂直的偏振光，即o光與e光。第三部分是檢偏器與接收光屏，檢偏器的作用是從o光與e光兩束光中分離出振動方向與其透振方向相同的兩個分量，分別為o分量與e分量，使得這兩個分量滿足發生干涉所需的相干條件。 ，沒有光能通過檢偏鏡。然而，此間在兩者間插入一塊光軸平行於表面的晶片K，如圖1所示，則有光從檢偏鏡透過；若晶片是楔形板，則見有明暗相間的條紋出現。加晶片後能見到光的這種現象即為一種平面偏振光的干涉現象。
圖2中,N1和N2代表正交的起偏鏡和檢偏鏡的主截面，zz‵代表晶片的主截面。設A為通過起偏鏡N1的平面偏振光的振幅,它在晶片內分解為振幅為Ao和Ae的o光和e光。通過厚度為d的晶片後，o光和e光的位相差為 ， (1)
式中no和ne分別為晶片對o光和e光的主折射率。具有這樣固定位相差的o光和e光，合成一個橢圓偏振光，但是當令其通過檢偏鏡N2時Ao和Ae在N2主截面上的分振幅分別為 (2)
此式表示，通過N2的兩平面偏振光是等振幅而且振動在同一平面(N2)的兩個相干光；它們的位相差除了δK外還要加上Ao和Ae在N2主截面投影所引起的位相差,所以此兩相干光的總位相差
當
時，通過N2有最大光強度；當
時，沒有光通過檢偏鏡。所有連續遞增厚度的楔形晶板擋在正交的N1和N2之間時，從N2能看到明暗相間的條紋。 ,如圖3，則透過檢偏鏡N2的兩相干光的振幅分別為
可見,除θ=45°外，在一般θ值下,A2oA2e；它們的位相差只決定於。當或其整數倍時，由N2透射的光有最大光強；當及其奇數倍時，由N2透射的光強最小（θ=45°時最小為零）。
對於某一給定的晶片，由於δ寑與δ〃有π的差別, 所以在正交（N1⊥N2）系統和平行(N1∥N2)系統所得干涉條紋的明暗位置正好相反。
用白光照射系統時，對各種波長的光，干涉最大和最小的條件不能同時滿足，因而自N2出射的光呈一定的彩色，而同一晶片，在正交系統透射光所呈的彩色與平行系統中所呈的彩色不同，這兩種彩色互為補色。此外，當由正交向平行過渡或其相反過渡，即轉動起偏鏡和檢偏鏡之一時，由於位相差有突然的變化(π)，所以,出射光的彩色會隨之突然由一種彩色變為它的補色。通常稱之為色偏振。
色偏振是檢驗雙折射現象的極靈敏的方法，它在檢驗玻璃元件有無應力及區別某些纖維方面得到相當普遍的應用。

㈤ 偏振光實驗

你說那個干涉條紋啊？
因為尺子中的殘余應力啊。

㈥ 偏振光干涉的應用

偏振光的干涉及其應用

4.3偏振光的干涉條紋

以上討論的幾種情況，幕上的干涉場中只有均勻的亮暗顏色的變化，但沒有出現干涉條紋，這是因為晶片的厚度是均勻的。如果換一塊厚度不均勻的晶片，例如一塊尖劈形晶片（見圖4-3），則由於各處厚度d不同位相差δ也不同，有透鏡將晶片的出射表面成像於幕上則幕上相應點的強度也不同，於是就再現等厚干涉條紋，波長為λ的單色光正入射且時，在那些厚度d滿足

的地方，cos△=1，I2=0，出現暗紋；在那些厚度d滿足

的地方，cos△1=-1，，出現亮紋。同樣不難分析出，把P2轉到與P1平行時情形。用白光照明時各種波長的光干涉條紋不一致，在某種顏色的光出現暗紋的地方就顯示出它的互補色來，這樣，幕上就出現彩色條紋。以上便是實驗（3）觀察到的現象。

4.4光測彈性

折射率之差（ne-no）也是一個影響相差△的因素。玻璃或塑料，若經過很好地退火，是各向同性的。若退火不好，就會有些局部應力「凝固」在里邊。內應力會產生一定程度的各向異性能，從而產生雙折射。換句話說，這種有內應力的透明媒質中ne-no≠0，它與應力分布有關。這樣一來，把這種媒質做成片狀插在兩偏振片之間，不同的地點因（ne-no）不同而引起o光、e光間不同的位相差△，幕上也會出現反映這種差別的干涉花樣來。製造各種光學元件（如透鏡）的玻璃中不應有內應力，因為內應力會大大影響光學元件的性能。以上所述是檢查光學玻璃退火後是否有殘存內應力的一種有效方法。
如果一塊玻璃或塑料，其中本來沒有應力。當我們給它一個外加的應力時，它在兩偏振片間也會出現干涉條紋（圖4-4）。應力越集中的地方，各向異性越強，干涉條紋越細密。這就是以上（4）中觀察到的現象。光測彈性儀就是利用這種原理來檢查應力分布的儀器，它在實際中有很廣泛的應用。例如為了設計一處機械工件、橋梁或水壩，可用透明塑料模擬它們的形狀，並根據實際工作狀況按比例地加上應力，然後用光測彈性儀顯示出其中的應力分布來。圖4-5就是模擬一個火車掛鉤的光測彈性照片。又如在礦井為了預報可能性冒頂事故，可在坑道的壁上嵌入一塊玻璃鏡，前面放一偏振片，使入射和反射光都通過它，因而這一塊偏振片就起著光測彈性儀中兩塊偏振片的作用。在冒頂事故將發生前，玻璃鏡中的應力必然很大，我們將從干涉條紋中及時看到，從而可以採取預防措施。近年來我國還將光測彈性儀用於地震預報上。在地震將發生前，岩層將出現很大的應力集中。在廣闊的地區逐點勘測應力集應中的區域，工作量是很大的。如果我們在某一地區的邊緣上測得岩層應力的數據，然後用透明塑料板模擬該地區的形狀和岩層構造，然後在板的邊緣上按測得的數據模擬該實際的應力分布，即可從光測彈性儀中找到應力最集中的地方，於是便可心願這些地方進行深入細致的實地勘測和考察。

4.5克爾效應與泡耳斯效應

除了外加應力外， 電場也可以使某些物質產生雙折射。
如圖4-6在一個有平行玻璃的小盒內封著一對於行板電極，盒內充有硝基苯（C6H5NO2）的液體。兩偏振片的透振方向垂直，極間電場與它們成450。電極間不加電壓時，沒有光線射出這對正交的偏振片，這表明盒內液體沒出息雙折射效應（△=0 ）。當兩極板間加上適當大小的強電場時（E～104V/cm），就有光線透過這個光學系統。這表明，盒內液體在強電場作用下變成了雙折射物質，它把進來的光分解成e光和o光，使它們之間產生附加位相差，從而使出射光一般成為橢圓偏振光。這種現象叫克爾效應（J.Kerr，1875年）。

實驗表明，在克爾效應中（ne-no）∝E2 ，從而

或寫成等式

比例系數B稱為該物質的克爾常數。硝基苯對於鈉黃光（λ=5893埃）的克爾常數B=220×107CGSE單位。克爾效應不是硝基苯獨有的，即使普通的物質（如水、玻璃）也都有克爾效應，不過它們的克爾常數，不過它們的克爾常數要小2-3個數量級。值得注意的是，克爾效應與電場強度E的平方成正比，所以δ與正、負取向無關。
硝基苯克爾效應的馳豫時間（即電場變化後△跟隨變化所需的時間）極短，約為10-9s的數量級。所以用硝基苯的克爾盒來做高速光閘（光開頭）、電光高層調制器（利用電訊號來改變光的強弱的器件），在高速攝影、光束測距、激光通訊、激光電視等方面有廣泛的應用。
克爾盒有很多缺點，例如對硝基苯液體的線純度要求很高（否則克爾常數下降，馳豫時間變長）、有毒、液體不便攜帶等。近年來隨著激光技術的發展，對電光開關、電光調制的要求越來越廣泛、越來越高。克爾盒逐漸為某些具有電光效應的晶體所代替，其中最典型的是KDP晶體，它的化學萬分是磷酸二氫鉀（KH2PO4）。這種晶體在自由狀態下是單軸晶體，但在電場的作用下變成雙軸晶體，沒原來光軸的方向產生附加的雙折射效應。這效應與克爾效應不同，附加的位相差△與電場強度一次方成正比。這效應叫泡克耳斯效應（F.Pockels，1893年）或晶體的線性電光效應。利用KDP晶體來代替克爾盒，除了可以克服上述缺點外，另一優點是所需電壓比起克爾效應要低些。

㈦ 怎麼設置一個實驗裝置用來區別橢圓偏振光和部分偏振光

橢圓偏振光
光矢量端點在垂直於光傳播方向的截面內描繪出橢圓軌跡。檢偏器旋轉一周，光強兩強兩弱。

橢圓偏振光可用兩列沿同一方向傳播的頻率相等、振動方向相互垂直的線偏振光疊加得到。這兩列線偏振光的相位差不等於0、π；如果二線偏振光的振幅相等，它們的相位差應不等於0、±π/2、π。

偏振光(Polarization)

光是一種電磁波，電磁波是橫波。而振動方向和光波前進方向構成的平面叫做振動面，光的振動面只限於某一固定方向的，叫做平面偏振光或線偏振光。通常光源發出的光，它的振動面不只限於一個固定方向而是在各個方向上均勻分布的。這種光叫做自然光。光的偏振性是光的橫波性的最直接，最有力的證據，光的偏振現象可以藉助於實驗裝置進行觀察，P1、P2是兩塊同樣的偏振片。通過一片偏振片p1直接觀察自然光（如燈光或陽光），透過偏振片的光雖然變成了偏振光，但由於人的眼睛沒有辨別偏振光的能力，故無法察覺。如果我們把偏振片P1的方位固定，而把偏振片P2緩慢地轉動，就可發現透射光的強度隨著P2轉動而出現周期性的變化，而且每轉過90°就會重復出現發光強度從最大逐漸減弱到最暗；繼續轉動P2則光強又從接近於零逐漸增強到最大。由此可知，通過P1的透射光與原來的入射光性質是有所不同的，這說明經P1的透射光的振動對傳播方向不具有對稱性。自然光經過偏振片後，改變成為具有一定振動方向的光。這是由於偏振片中存在著某種特徵性的方向，叫做偏振化方向，偏振片只允許平行於偏振化方向的振動通過，同時吸收垂直於該方向振動的光。通過偏振片的透射光，它的振動限制在某一振動方向上,我們把第一個偏振片P1叫做「起偏器」，它的作用是把自然光變成偏振光，但是人的眼睛不能辨別偏振光。必須依靠第二片偏振片P2去檢查。旋轉P2，當它的偏振化方向與偏振光的偏振面平行時，偏振光可順利通過，這時在P2的後面有較亮的光。當P2的偏振方向與偏振光的偏振面垂直時，偏振光不能通過，在P2後面也變暗。第二個偏振片幫助我們辨別出偏振光，因此它也稱為「檢偏器」。

㈧ 在楊氏雙縫干涉實驗裝置的雙縫後面各放置一個偏振片，若兩個偏振片的透振方向相互垂直，則 [ ]

㈨ 偏振光干涉實驗原理

偏振光干涉的實驗與利用的就是偏振光的話，對於其他信息的影響以及環境的區別。
所以理論依據與實驗結果是相同的。