偏光棱镜透射比研究

摘要

激光偏光技术的不断发展，使得偏光器件日益广泛应用在光信息处理、偏光导航、光纤通信、光电检测以及光传感等技术领域。偏光器件的作用是将非线偏振光变为线偏振光，为光信息的进一步调制做准备。随着现代光学的不断发展，偏光器件特别是性能优良的偏光棱镜的应用越来越广泛。透射比是标志偏光棱镜性能的重要参数之一，近年来国内外的一些光学工作者对偏光棱镜的优化设计及视场角、消光比参数已经有过深入的分析研究，而对偏光棱镜和偏光分束棱镜的透射比的研究相对较少，只是对有代表性的格兰·泰勒棱镜的透射比进行了简单的理论分析和测量。 在前面研究的基础上，本文进一步从理论上具体给出了在特定条件下温度、波长及光束入射角三参量与常用偏光棱镜透射比的关系，并设计了相关实验给予了验证。概括起来主要有以下几方面的内容： 在绪论中综述了产生线偏振光的方法，晶体偏光器件的应用范围、制作材料，偏光棱镜主要设计形式，国内外相关研究现状的简介，课题的来源和课题研究的意义。第二章首先介绍了部分理论基础知识和晶体偏光棱镜的设计原理，然后简要介绍了尼科耳棱镜，相对详细地介绍了胶合型格兰棱镜和空气隙格兰棱镜，最后又概述了几种偏光分束镜和相位延迟器件。 第三章首先根据非涅耳公式，并注意到偏光棱镜各参量的几何关系得到了考虑棱镜两切割斜面间的多光束干涉和不考虑多光束干涉两种情况下偏光棱镜的光强透射比公式，然后在此基础上文章又分别给出了特定条件下某些偏光棱镜和偏光分束棱镜的透射比与波长、温度及入射角间的理论关系式。 第四章在第三章给出的某些偏光棱镜和偏光分束棱镜的透射比与波长、温度及入射角间的理论关系式的基础上，设计了验证棱镜透射比的实验系统，并根据测量结果绘出了实验曲线。将相关参数值代入前面的得到的理论关系式得到相应于实验系统的光强透射比公式，然后根据理论公式绘出理论曲线。将实验曲线与理论曲线进行对比，并考虑到多种误差因素，实验结果较好地验证了我们的理论公式。 为了方便更为全面地分析偏光棱镜的透射比，第五章给出了除波长、温度及入射角外影响偏光棱镜透射比的其他因素。除这三个因素外偏光棱镜的透射比还受棱镜加工工艺、棱镜制作材料的吸收和散射、胶合层介质的吸收、晶体内部应力双折射等其他因素的影响。 本论文的创新点为：(1)对方解石的非常光折射率在可见光波段内随波长变化的情况进行了分析讨论，进而给出了线偏振光正入射时偏光棱镜的透射比随波长变化的公式。用分光光度计对空气隙格兰·泰勒棱镜进行了测量，实验测得的可见光区的透射谱与根据我们的公式得出的理论曲线的变化趋势是一致的。 (2)给出了当非正入射光束位于棱镜的切割斜面和入射端面二者法线所成的平面内时，格兰·泰勒棱镜和格兰·汤姆逊棱镜的线偏振光透射比与入射角的关系，并设计了相关实验给予了验证。另外我们还分别从理论上和实验上研究了OE双输出棱镜的o光透射比和e光透射比随入射角的变化情况。 (3)给出了格兰·泰勒棱镜的结构角随温度变化的公式，讨论了温度对器件的影响。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章偏光器件设计综述

第三章偏光棱镜透射比理论

第四章透射比实验及理论分析

参考文献

在校期间写的学术论文

致谢