棱镜偏光镜消光比的光谱效应

摘要

自20世纪60年代激光问世以来,激光就以其特有性能在科学技术各领域得到广泛的应用。与此同时,偏光技术和偏光器件也得到了飞速发展。偏光技术已成为光学检测、光学计量、光信息处理中的一种专门化手段,在与光学应用技术相关的各个领域中都得到了广泛应用。偏光技术的发展关键是偏光器件,自60年代起,新型偏光器件,尤其是激光偏光器件发展尤为迅速,在短短的数年中,国际上通用的激光偏光器件就由几种发展到几十种,且有不少专用激光偏光器件问世。
　　 随着激光技术和偏光技术应用的不断发展,棱镜型偏光器件得到了广泛应用,逐渐成为现代光学技术,如激光调制、光纤传输、偏光信息处理等领域不可或缺的光学元件,是当前获取偏振光和改变偏振态的最主要的手段。棱镜型偏光器件大都由具有双折射性质的晶体材料制作而成,目前,最常用的以天然冰洲石晶体为主。由于光的色散现象,棱镜偏光镜的技术参量,如透射比,消光比等要随入射光波长的改变而变化。消光比是表征棱镜偏光镜光学性能的重要技术参量之一,它与偏光镜的透射比密切相关,以往的工作大多围绕如何获得高的消光比,而对其随波长的变化研究较少。
　　 文章在前人工作的基础上,以棱镜偏光镜的消光比为重点研究对象,从理论上分析了可见光范围内消光比随波长的变化关系,利用高消光比实验系统,对冰洲石格兰·泰勒棱镜消光比进行了实验研究。具体内容主要有以下几点：
　　 第一章是绪论,讲述了论文写作的背景和写作目的,以及论文的创新点和本文所做的主要工作。
　　 第二章首先介绍了偏振光的获取和光在透明介质中的传播规律,也是棱镜偏光镜设计的理论依据,并简要介绍了棱镜偏光镜的主要技术参量；然后简述了偏光棱镜和偏光分束镜典型的设计类型,并对常用的偏光棱镜与偏光分束镜进行了详述。
　　 第三章对冰洲石晶体进行了介绍,并考虑到光的色散现象,给出了冰洲石晶体中e光线的Sellmeier方程；并根据菲涅尔方程,对偏光棱镜的光强透射比进行了详细的讨论,分析了两切割斜面间的多光束干涉的作用,得到了不同情况下的光强透射比公式,并给出了相应的理论曲线。
　　 第四章介绍了透射比和消光比的测量原理以及消光比的测量方法,并在智能化高消光测试系统基础上,建立了消光比实验测量系统,对格兰·泰勒棱镜的消光比进行了实验测量,得到了可见光区的消光比随入射光波长变化的实验曲线,考虑到各种误差因素,实验结果能够反映透射比和消光比变化的理论趋势。
　　 为了更为全面地分析偏光棱镜的消光比,第四章给出了除波长外影响偏光棱镜透射比和消光比的其它因素。主要是材料和胶合剂材料的吸收和散射、加工工艺、外场等。
　　 本文的创新之处在于:在透射比理论的基础上,对偏光棱镜的消光比进行了理论分析；改进了高消光比测量系统,实现了对可见光区所有波长的消光比的连续测量；在高消光比测量系统上,得到了透射比的随波长而变化的实验曲线。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

第二章 棱镜偏光镜综述

§2.1基本理论

§2.1.1偏振光的获取

§2.1.2光在介质问的传播

§2.1.3棱镜偏光镜的技术参量

§2.2典型的偏光棱镜

§2.2.1 Nicol型偏光棱镜

§2.2.2 Glan型偏光棱镜

§2.3典型的偏光分束镜

§2.3.1 Rochon棱镜

§2.3.2 Sanarmont棱镜

§2.3.3 Wollaston棱镜

§2.3.4可调分束角棱镜

第三章 棱镜偏光镜透射比和消光比理论

§3.1冰洲石晶体

§3.2冰洲石晶体的Sellmeier方程

§3.2.1光的色散

§3.2.2冰洲石晶体e光折射率的Sellmeier方程

§3.3棱镜的光强透射比

§3.3.1通光面上的光强透射比

§3.3.2棱镜的光强透射比

§3.3.3棱镜的光强透射比随波长的变化

§3.4棱镜的消光比随波长的变化

第四章 棱镜偏光镜消光比的实验分析

§4.1透射比和消光比

§4.1.1透射比

§4.1.2消光比

§4.2消光比的测试方法

§4.2.1双棱镜法一

§4.2.2双棱镜法二

§4.2.3高消光比测试技术

§4.3消光比随波长变化的实验测试

§4.3.1实验装置及光路

§4.3.2实验结果及分析

§4.4影响消光比的其它因素及存在问题

§4.4.1影响消光比的其它因素

§4.4.2实验中存在的问题及解决方法

全文总结

参考文献

在校期间写的学术论文

致谢