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本實(shí)驗(yàn)為偏振光學(xué)的綜合實(shí)驗(yàn),包括偏振光的產(chǎn)生、檢驗(yàn)以及特性的研究和重要的應(yīng)用。內(nèi)容涉及調(diào)制偏振光、波片特性研究、相位延遲測(cè)量等多方面的知識(shí)??勺鳛楣怆姟⒐庑畔?、光學(xué)工程、光電檢測(cè)等專(zhuān)業(yè)的本科或研究生教學(xué),也可作為科研部件應(yīng)用。調(diào)制偏振光在光學(xué)精密測(cè)量和光學(xué)信息傳遞中具有重要的應(yīng)用價(jià)值,光學(xué)相位延遲測(cè)量系統(tǒng)的研究,可用于光學(xué)延遲器的相位延遲,也可以用于產(chǎn)生任意的光學(xué)相位延遲量。
激光偏振光綜合實(shí)驗(yàn)
本實(shí)驗(yàn)為偏振光學(xué)的綜合實(shí)驗(yàn),包括偏振光的產(chǎn)生、檢驗(yàn)以及特性的研究和重要的應(yīng)用。內(nèi)容涉及調(diào)制偏振光、波片特性研究、相位延遲測(cè)量等多方面的知識(shí)??勺鳛楣怆姟⒐庑畔?、光學(xué)工程、光電檢測(cè)等專(zhuān)業(yè)的本科或研究生教學(xué),也可作為科研部件應(yīng)用。調(diào)制偏振光在光學(xué)精密測(cè)量和光學(xué)信息傳遞中具有重要的應(yīng)用價(jià)值,光學(xué)相位延遲測(cè)量系統(tǒng)的研究,可用于光學(xué)延遲器的相位延遲,也可以用于產(chǎn)生任意的光學(xué)相位延遲量。
◆ 知識(shí)點(diǎn):
偏振光理論、波片、相位補(bǔ)償、電光調(diào)制、光學(xué)相位延遲、光學(xué)測(cè)量
◆ 涉及課程:
物理光學(xué)、非線(xiàn)性光學(xué)、光電檢測(cè)
◆ 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:
偏振片偏振方向和波片的快(慢)軸標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
馬呂斯定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
偏振光的產(chǎn)生與檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)
不同偏振光相互轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
瓊斯矩陣的表示與計(jì)算實(shí)驗(yàn)
方解石晶體雙折射與角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)
利用索列爾- 巴比涅相位補(bǔ)償器測(cè)量波片的相位延遲
利用 調(diào)制法 測(cè)量波片的相位延遲(II 型)
◆ 實(shí)驗(yàn)原理:
光波是一種電磁波,電磁波是橫波,光波中的電矢量與波的傳播方向垂直。光的偏振現(xiàn)象清楚的顯示了光的橫波性。光波的電矢量和磁矢量相互垂直,且都垂直于光的傳播方向。我們知道光有五種偏振狀態(tài),即線(xiàn)偏振光、橢圓偏振光、圓偏振光、自然光和部分偏振光。不同的偏振狀態(tài)在控制相位延遲的時(shí)候可以相互轉(zhuǎn)化,實(shí)驗(yàn)中我們可以利用固定偏振方向的激光器,偏振分光或者偏振器件、相位延遲器件、相位補(bǔ)償器件、功率探測(cè)器和時(shí)間探測(cè)器
件等特殊器件就可以完成偏振態(tài)的相互轉(zhuǎn)化,相位測(cè)量等內(nèi)容。
◆ 原理示意圖:
◆ 實(shí)驗(yàn)效果圖:
◆ 技術(shù)指標(biāo):
固體激光器組件:中心波長(zhǎng):532nm;輸出功率: 50mW;光束發(fā)散角: 1.2mrad;模式:TEM00;TEC 溫度控制范圍:15-25℃,功率穩(wěn)定性 1.5%@8h ;消光比:100:1;M2 因子: 1.2;
索列爾- 巴比涅相位補(bǔ)償器:適用波長(zhǎng):400~1000nm;調(diào)整相位范圍:0~2 ;通光口徑:10mm;相位精度: /300;相位穩(wěn)定性: /400;測(cè)微絲桿位移精度:0.001mm,測(cè)微絲桿位移行程: 25mm 度盤(pán)精度:2 度盤(pán)旋轉(zhuǎn)范圍:360 ;
光電探測(cè)器:探測(cè)器類(lèi)型Si, 可測(cè)波長(zhǎng)500-1050nm,靈敏度0.00033mV/uW;放大倍數(shù):10 倍,1000 倍可調(diào);功率計(jì)組件:工作波長(zhǎng)532nm;量程2 W、20uW、200uW、2mw、20mW、200mW 六檔可選,分辨率:0.01uW,數(shù)顯;
電光調(diào)制器組件:KD*P 晶體調(diào)制器,環(huán)形電極,最小分辨率0.001uW,調(diào)制頻率2KHz;(II 型配置)
偏振片: 25.4mm,通光孔徑22mm,厚度2mm,波長(zhǎng)范圍400-700nm;視場(chǎng)角> 45 ,入射光為平行偏振光時(shí)單個(gè)偏振片透過(guò)率大于50%,消光比500:1,含鏡架;
波片:石英晶體材料, /4@532nm, 25.4mm,厚度1mm 0.1,延遲精度 /100;
方解石晶體組件:尺寸5*5%30mm;表面拋光,可以360 度繞軸旋轉(zhuǎn);
橫向平移組件: 臺(tái)面65*65mm,預(yù)留M3、M4 轉(zhuǎn)接孔,行程12.5mm,千分絲桿最小讀數(shù)0.001um;
精密機(jī)械調(diào)整架:角度精度 4 ,分辨率0.005mm,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)保證等雙軸等高,橫向偏差1 ,縱向偏差1 ;
光學(xué)元件:BK7 A 級(jí)精密退火材料,焦距 2%,直徑-0.2mm,中心偏差3 ,光圈1-5;局部誤差0.2-0.5,面粗糙度60/40(Scratch/Dig),氟化鎂增透膜鍍膜,有效孔徑90%;
◆ 設(shè)備成套性:
固體激光器、索列爾- 巴比涅補(bǔ)償器、電光調(diào)制晶體、電光晶體信號(hào)源、起偏器、檢偏器、光電探測(cè)器
◆ 必備設(shè)備:
示波器
◆ 選配清單:
光學(xué)平臺(tái)、光學(xué)清潔箱、光學(xué)儲(chǔ)存干燥箱、實(shí)驗(yàn)設(shè)備展板
◆ 建議課時(shí):
4 課時(shí)
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