专利名称：自发式多功能偏振光特性实验系统的制作方法
技术领域：
自发式多功能偏振光特性实验系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种自发式多功能偏振光特性实验系统，属于偏振光教学实验仪 器技术领域。
背景技术：
[0002]光的干涉和衍射现象证明了光的波动性质，而偏振现象表明光是横波而不是纵 波，即其电场E和磁场H的振动方向垂直于光的传播方向,对于光偏振现象的解释在光学发 展史中有很重要的地位。随着现代通信技术、激光技术、光电子技术的飞速发展，偏振光被 越来越广泛的利用。现在偏振光技术已经广泛地应用于医疗行业(如红外偏振光治疗仪)、 光学仪器(如偏振光眼镜)、工业(如汽车前挡风玻璃和大灯罩都有偏振片)、娱乐(如立体电 影)、家庭生活(如IXD液晶屏)和科研等各领域。在这些应用领域中，几乎都涉及到偏振光 的产生及其特性的研究问题，在这些问题的处理中需要相关人员熟练掌握偏振光特性的相 关知识。因此，在理工科相关专业的教学中，对于偏振光特性实验系统的应用就显得尤为重 要。[0003]偏振元件种类众多，偏振光的产生形式多样，对其特性的研究也千差万别。因此， 对于不同类型的偏振光需要设计并搭建与之相匹配的特性测试平台，从而获得精确的特性 测试结果。目前，我国理工科高校内的偏振光特性测试模式都比较单一，对于光源部分仍 然采用传统的电源作为能源供给方式，还没出现集偏振光的产生、特性测试、光电转换能量 供给功能于一体的自发式多功能偏振光特性实验系统，不能够进行具有一定深度的实验分 析。因此，为了适应目前偏振光应用领域的飞速发展和高校开展偏振光特性实验教学的需 要，需要开发多功能的自发式偏振光特性实验系统。现有的偏振光特性实验系统存在的偏 振光特性测试模式单一，对于光源部分仍然采用传统的电源作为能源供给方式的问题。实用新型内容[0004]本实用新型是为了解决现有的偏振光特性实验系统存在的偏振光特性测试模式 单一，对于光源部分仍然采用传统的电源作为能源供给方式的问题，从而提出自发式多功 能偏振光特性实验系统。[0005]自发式多功能偏振光特性实验系统，它由太阳能电池板、放大器、蓄电池、驱动电 路、发光器件、第二偏振片和显示装置，所述太阳能电池板的放大信号输出端与放大器的放 大信号输入端相连，放大器的放大信号输出端同时与蓄电池的充电端和驱动电路的受电端 相连，所述蓄电池的供电端与驱动电路的受电端相连，驱动电路驱动信号输出端与发光器 件的驱动信号输入端相连，发光器件发射辐射光束经第二偏振片照射在显示装置的光敏面 上。[0006]本实用新型通过发光器件发射辐射光束经第二偏振片照射在显示装置的光敏面 上，能够对各种偏振光的特性进行测量实验，使偏振光特性测试模式多样性，对于光源部分 采用在供电端利用太阳能电池板和蓄电池作为电源供电方式。本实用新型可用于偏振光教学实验中。
[0007]图1是具体实施方式
一所述的自发式多功能偏振光特性实验系统的电气原理框 图；[0008]图2是具体实施方式
二所述的自发式多功能偏振光特性实验系统的电气原理框 图；[0009]图3是具体实施方式
三所述的自发式多功能偏振光特性实验系统的电气原理框 图；[0010]图4是具体实施方式
四所述的自发式多功能偏振光特性实验系统的外观图；[0011]图5是具体实施方式
二所述的自发式多功能偏振光特性实验系统中对线偏振光 的检验图；[0012]图6是具体实施方式
二所述的自发式多功能偏振光特性实验系统中对马吕斯定 律的测量图；[0013]图7是具体实施方式
一所述的自发式多功能偏振光特性实验系统中对布儒斯特 角的测量图；[0014]图8是具体实施方式
三所述的自发式多功能偏振光特性实验系统中对椭圆偏振 光和圆偏振光进行检验图。
具体实施方式
[0015]具体实施方式
一、参见图1所示说明本实施方式，本实施方式所述的自发式多功 能偏振光特性实验系统，它包括太阳能电池板1、放大器2、蓄电池3、驱动电路4、发光器件5、第二偏振片8和显示装置9，所述太阳能电池板I的放大信号输出端与放大器2的放大信 号输入端相连，放大器2的放大信号输出端同时与蓄电池3的充电端和驱动电路4的输入 端相连，所述蓄电池3的供电端与驱动电路4的受电端相连，驱动电路4驱动信号输出端与 发光器件5的驱动信号输入端相连,发光器件5发射福射光束经第二偏振片8照射在显不 装置9的光敏面上。[0016]对布儒斯特角的测量，如图7所示，首先撤掉第一偏振片6和第二偏振片8，放上一 狭缝，记录此时光功率计测量出的光源直射光强II，在狭缝和光功率计之间放上一光学测 角台，在光学测角台和光功率计之间放一偏振片做第二偏振片8，使光束入射到立在测角 台度盘的玻璃板上，记录入射到光功率计9上的反射光强度，从入射角10°开始，转动测角 台圆度盘，每隔5°转动接收臂，记录一次光功率计读数，直到85°为止，在56°左右，要多 取几个数据，继续测到62°为止。所得数据中，通过第二偏振片8后光强为零时的入射角就 是布儒斯特角。[0017]具体实施方式
二、参见图2所示说明本实施方式，本实施方式所述的自发式多功 能偏振光特性实验系统，它还包括第一偏振片6,由发光器件5发射福射光束经第一偏振片 6透射的光束入射到第二偏振片8。[0018]本实施方式能够对线偏振光进行检验和对马吕斯定律实验进行验证，对线偏振光 的检验，如图5所不,在发光器件5后安装一偏振片做第一偏振片6,在第一偏振片6后安装一偏振片做第二偏振片8，在第二偏振片8后安装光接收屏做显示装置，调整第一偏振片6、 第二偏振片8和光接收屏，使其轴线在同一水平面内，调发光器件的位置，使光束通过第一偏振片6中心附近，由第二偏振片8中心射出，旋转第一偏振片6或第二偏振片8的角度， 观察光接收屏上光强度的明暗变化，此光束为线偏振光。[0019]对马吕斯定律实验的验证，如图6所示，将光接收屏换成一光功率计9，撤掉第一偏振片和第二偏振片，并调整光源和光功率计在同一水平面内，记录此时光功率计测量出的光源直射光强Ιο，放上第一偏振片6和第二偏振片8,并调整发光器件5、第一偏振片6、第二偏振片8和光功率计在同一水平面内，调整第一偏振片6和第二偏振片8的偏振方向夹角Θ为零，记录光功率计9的读数，转动其中一个偏振片，每当Θ改变10°，记录一次读数 Ik Ck= 1，2，3…)，直到偏振片转动一周为止，以IkAtl (% max)表示相对光强，做纵坐标， 以Θ度(deg)表示两个偏振片的角的位置，做横坐标，在坐标纸上作图，以验证光强与第一偏振片6夹角余弦平方的变化关系，以此验证马吕斯定律实验。[0020]具体实施方式
三、参见图3所示说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
二的不同点在于，所述的自发式多功能偏振光特性实验系统，它还包括偏振元件7，经第一偏振片6透射的光束入射到偏振元件7，由偏振元件7透射的偏振光入射至第二偏振片8。[0021]本实施方式能够对椭圆偏振光和圆偏振光进行检验，如图8所示，让发光器件5通过第一偏振片6成为线偏振光,再通过光轴取任意方向的1/4波片为偏振兀件7,即产生椭圆偏振光。显示装置是光接收屏或是光功率计，在1/4波片和显示装置9之间加一个偏振片做第二偏振片8，将第二偏振片8转动一周，即可在显示装置9上看到光强出现两明两暗现象，从一个最暗位置开始，每当1/4波片转动15°，30° ,45° ,60° ,75°和90°时，都将第二偏振片8转动一周，根据光强变化记录和椭圆偏振光和圆偏振光获得原理，即可判断通过1/4波片后光的偏振态，就可判断出是椭圆偏振光或是圆偏振光。[0022]具体实施方式
四、参见图4所示说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
三所述的自发式多功能偏振光特性实验系统的不同点在于，它还包括一个带有上盖的仪器箱，箱体内有一带孔的铁板，太阳能电池板1、放大器2、蓄电池3、驱动电路4、发光器件5、第一偏振片6、偏振元件7、第二偏振片8和显示装置9都放置在箱体内。[0023]具体实施方式
五、本实施方式与具体实施方式
三所述的自发式多功能偏振光特性实验系统的不同点在于，所述的偏振元件7是偏振片、半波片、1/4波片或波晶片中的一种。[0024]具体实施方式
六、本实施方式与具体实施方式
一所述的自发式多功能偏振光特性实验系统的不同点在于，所述的显示装置9是光功率计或是光接收屏。[0025]工作原理:本实施方式各元件可放置在一个仪器箱中，如图4所示，在安装后即为工作状态，处于工作状态的系统能源供给端，利用光 电转换能量供给系统采集能量，对蓄电池进行充电，蓄电池为电路系统提供电源，该电源为光源发光提供电能；通过更换不同类型的发光器件可对系统光源进行选择；光源发出的光通过偏振片、半波片、1/4波片、波晶片等各种偏振元件的组合产生各种类型的偏振光；同时利用各种偏振元件对偏振光的布儒斯特角、马吕斯定律、偏振光的干涉、显色偏振等各种特性进行测试。
权利要求1.自发式多功能偏振光特性实验系统，其特征在于，它包括太阳能电池板(I)、放大器(2)、蓄电池(3)、驱动电路(4)、发光器件(5)、第二偏振片(8)和显示装置(9)，所述太阳能 电池板(I)的放大信号输出端与放大器(2 )的放大信号输入端相连，放大器(2 )的放大信号 输出端同时与蓄电池(3)的充电端和驱动电路(4)的输出端相连，所述蓄电池(3)的供电端 与驱动电路(4)的受电端相连，驱动电路(4)驱动信号输出端与发光器件(5)的驱动信号输 入端相连，发光器件(5)发射辐射光束经第二偏振片(8)照射在显示装置(9)的光敏面上。
2.根据权利要求1所述的自发式多功能偏振光特性实验系统，其特征在于，它还包括 第一偏振片(6),由发光器件(5)发射福射光束经第一偏振片(6)透射的光束入射到第二偏 振片(8)。
3.根据权利要求2所述的自发式多功能偏振光特性实验系统，其特征在于，它还包括 偏振元件(7)，经第一偏振片(6)透射的光束入射到偏振元件(7)，由偏振元件(7)透射的偏 振光入射至第二偏振片(8)。
4.根据权利要求3所述的自发式多功能偏振光特性实验系统，其特征在于，它还包 括一个带有上盖的仪器箱，箱体内有一带孔的铁板，太阳能电池板(I)、放大器(2)、蓄电池(3)、驱动电路(4)、发光器件(5)、第一偏振片(6)、偏振元件(7)、第二偏振片(8)和显示装 置(9)都放置在箱体内。
5.根据权利要求3所述的自发式多功能偏振光特性实验系统，其特征在于，所述的偏 振元件(7)是偏振片、半波片、1/4波片或波晶片中的一种。
6.根据权利要求1所述的自发式多功能偏振光特性实验系统，其特征在于，所述的显 示装置(9 )是光功率计或是光接收屏。
专利摘要自发式多功能偏振光特性实验系统，它属于偏振光教学实验仪器技术领域。它为了解决现有的偏振光特性实验系统存在的偏振光特性测试模式单一，对于光源部分仍然采用传统的电源作为能源供给方式的问题。太阳能电池板的放大信号输出端与放大器的放大信号输入端相连，放大器的放大信号输出端同时与蓄电池的充电端和驱动电路的输入端相连，所述蓄电池的供电端与驱动电路的受电端相连，驱动电路驱动信号输出端与发光器件的驱动信号输入端相连，发光器件发射辐射光束经第二偏振片照射在显示装置的光敏面上。它可用于偏振光教学实验中。
文档编号G01J4/00GK202956189SQ20122073895
公开日2013年5月29日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者林家齐, 杨文龙, 唐邈, 沈涛, 熊燕玲, 李家普, 孙好峰, 梁增基 申请人:哈尔滨理工大学