引言
玻片即相位延迟片的应用范围十分广泛,几乎可以应用于所有涉及偏光技术例如生物医学、光弹力学、光学精密测量等领域的研究中。在光学精密仪器、激光和偏光技术不断发展的时代,研究过程对玻片精度要求愈来愈高,不但要求检测玻片装置具有较高的分辨率,还要求具有高的测量结果一致性。玻片的相位延迟量会对光学精密仪器的质量、激光的偏振状态、光通讯效果产生间接或直接的影响,因而测量玻片的相位延迟量是十分有价值的。精确的测定晶体(如玻片或薄膜)的相位延迟量,是制造出工业上广泛应用的优良并且高质量的玻片或薄膜的基本重要前提[1]。本论文先描述了相位延迟的定义本文来自辣*文-论'文&网,
毕业论文 www.751com.cn 加7位QQ324'9114找源文,接着依次对光学差拍法、偏光光电分束探测法、偏光干涉法、自校准法、λ/4波片法等测量晶体相位延迟方法做简单介绍,论文的最后将对这几种方法的优劣进行分析比较。
1. 相位延迟的定义及测量
在光学中,相位延迟即光的相位在透过具有二相性或多向性的物质时发生偏转所产生的相位的延后作用。晶体的相位延迟测量中,光波 通过二相性物质时,由于其振动方向与物质光轴垂直和平行不同,两束光具有不同的折射率,因此在经过该二相性的物质后两个振动方向不同的光产生了相位差,随着在光在二相物质中传播距离的不同,相位差会在0~2π间连续变化,将经过二相物质后的两个振动方向的光束通过一偏振片,使两束光归并到同一振动方向上并产生相干(振动方向相互垂直的光不能相互干涉),此时空间中不同位置的光强会根据两光束相位差的不同呈现明暗变化。考虑到相位的相对性,假设我们将其中一束光作为基准,认为其相位不变,则可认为另一束光相对基准光发生了相位延迟。
2. 测量晶体相位延迟的方法
2.1 光学差拍法
A是塞曼双频激光器 B是玻片 C是偏振器D光电检测器
E是示波器 K是玻片快轴 M是偏振片的偏振方向
图1 光学差拍法实验装置
在光学中,干涉波被接收输出后的信号反映,当频率f大于一定值时,呈现为连续的差频信号,所以被称为差拍。当两个不同频率的信号相互作用而形成的周期性变化,幅值按两个频率之差周期性地增减,出现声信号幅度调制、上下起伏。该方法中,如图1, 由于电子自旋使得电子磁矩在磁场中取向不同从而使原子光谱发生分裂,在轴向均匀的磁场中会产生两束自旋方向相反的圆偏振光[2]。这两束圆偏振光穿过待测玻片B再通过偏振器C,并且在偏振器偏振方向上发生干涉,然后用光电检测器D检测干涉后的合成光线,并由示波器E上出现的差频信号幅值得出待测玻片的相位延迟量。但实验中往往由于直流信号的影响,使得示波器上信号幅值为零的地方出现非零状况。所以为精确测量玻片的相位延迟值,在光电检测器与示波器之间安装一个电容器,用于隔去直流信号只保留交流信号,使示波器上的差频信号幅值只与交流信号有关。通过示波器上交流信号幅值读数的最大值幅值max和最小值幅值min,并利用公式:
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