偏振光学实验完整实验报告
工物53李哲201501178316号
1.实验目的：
（1）理解偏振光的基本概念，在概念以及原理上了解线偏振光，圆偏振光以及
椭圆偏振光，并了解偏振光的起偏与检偏方法。以及线偏振光具有的一些性质。
（2）学习偏振片与玻片的工作原理。
2.实验原理：
（1）光波偏振态的描述：
·单色偏振光可以分解成两个偏振方向垂直的线偏振光的叠加：
??
??
?E?acost?
E?acost?
与（其中是两个偏振方向分量的相位延
X1Y1
迟，a,a为两个光的振幅），由其中的a,a,?就可以确定这个线偏振光的性质。
1212
?
????
?或?0就为线偏振光，a?a,?为圆偏振光（就是光矢量的顶点绕
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其中点做圆周运动，依然是偏振光），而一般情况下是椭圆偏振光。
·上述式子通常描述的是椭圆偏振光，而本实验通过测量椭圆的长轴方位角?
以及椭圆的短半轴与长半轴的比值对于椭圆偏振光进行描述。其计算式是：
1????
??arctantan2?cos
2
b22
??1
a2????2
1?1?sin?sin2
而对于实验中的椭圆偏振光而言，其光强在短轴对应的方向最小，在长轴的对
应方向最大，所以可以通过使这个椭圆偏振光通过一个偏振片，并调整偏振片
的透射轴方位，测量其最大最小值，就可以知道其长轴短轴的比值。又由于光
强与振幅的平方成正比，所以测得的光强的比值是长轴短轴之比的平方。
（2）偏振片：
·理想偏振片：只有电矢量振动方向与透射轴平行方向的光波分量才能通过
偏振片。
·实验中的偏振片不是理想化的，并不能达到上述的效果，当入射光波的振
动方向与透射轴平行时，其透射率不能达到1，当垂直于透射轴时，其透射率不
是0。所以对于偏振片有主透射率以及消光比两个量进行描述。
·主透射率T，T指沿透射轴或消光轴方向振动光的光强透射率。两者的比值
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是消光比e。
-4-5
·对于起偏器而言，其并不是理想的偏振片，但是其消光比是在10-10的量
级，所以透过起偏器的光依然可以视为线偏振光。
??2?
·计算消光比需要用到马吕斯定律：T?T?Tcos?T
?122
而完全非偏振光经过两个透射轴成?角且主透射率相同的偏振器后，总透射率：
1??
222?2?
T?T?Tcos?TTsin
?21212
·实验中只需要测定两个偏振片透射轴相互垂直以及平行时的总透射率的比
值（此时光强的值为最小值和最大值）
I2TT2e
min?12??2e
就可以得到消光比：·?