电子工程学院 专业课程设计I 实验报告
姓 名： 系 部： 专 业： 年 级： 学 号： 指导教师： 地 点： 时 间：
光电子技术系 电子科学与技术
2015/12/21--2015/12/31
题目（一）光波偏振态的仿真
一、实验目的
通过对两相互垂直偏振态的合成
1．掌握圆偏振、椭圆偏振及线偏振的概念及基本特性； 2．掌握偏振态的分析方法。 任务与要求：
对两相互垂直偏振态的合成进行计算，绘出电场的轨迹。要求计算在?=0、
?=?/4、?=?/2、?=3?/4、?=?、?=5?/4、?=3?/2、?=7?/4时，在Ex=Ey及Ex=2Ey情况下的偏振态曲线并总结规律。
二、任务与要求
对两相互垂直偏振态的合成进行计算，绘出电场的轨迹。要求计算在?=0、
?=?/4、?=?/2、?=3?/4、?=?、?=5?/4、?=3?/2、?=7?/4时，在Ex=Ey及Ex=2Ey情况下的偏振态曲线并总结规律。
三、实验原理 光波的偏振态
根据空间任一点光电场E的矢量末端在不同时刻的轨迹不同，其偏振态可分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振。
1) 线偏振光 当、二分量的相位差时，椭圆退化为一条直线，称为线偏振
光。此时有
当m为零或偶数时，光振动方向在Ⅰ、Ⅲ象限内； 当m为奇数时，光振动方向在Ⅱ、Ⅳ象限内。
由于在同一时刻，线偏振光传播方向上各点的光矢量都在同一平面内，所以又叫做平面偏振光。通常将包含光矢量和传播方向的平面称为振动面。
2) 圆偏振光 当振幅相等，相位差时，椭圆方程退化为圆方程该光称为圆
偏振光。用复数形式表示时，有式中，正负号分别对应右旋和左旋圆偏振光。所谓右旋或左旋，与观察的方向有关，通常规定逆着光传播的方向看，E顺时针方向旋转时，称为右旋偏振光，反之，称为左旋偏振光。 椭圆偏振光 在某一时刻，传播方向上各点对应的光矢量末端分布在具有椭圆截面的螺线上。椭圆的长、短半轴和取向与二分量、的振幅和相位差有关。其旋向取决于相位差：当时，为右旋椭圆偏振光；当时，为左旋椭圆偏振光。
四、课程设计步骤
流程图：
开始 定义变量c,lamd,T,k,w,t,z,Eox,Eoy Fx=Fy=0 Fy<=7*π/4 no Fy=Fy+π/4 Yes Ex=Eox*cos(w*t-k*z+Fx) Ey=Eoy*cos(w*t-k*z+Fy) 显示三维图像显示二维图像plot3(Ex,Ey,z) plot(Ex,Ey) 五、仿真结果及结果分
实验结果分析：
通过实验结果的截图可以知道，根据空间任一点光电场的矢量末端在不同时刻的轨迹不同，其偏振态可分为线偏振，圆偏振与椭圆偏振。 思考题：
说明偏振的定义；
答：光场的振动方向相对光的传播方向的不对称性叫光的偏振。 为什么圆偏振椭圆和线偏振是完全偏振光？ 答：应为它们
如何确定光的左右旋？
答：规定逆着光传播方向看，E为顺时针方向旋转时，称为右旋圆偏振光，反之，称为左旋圆偏振光。 如何区分圆偏振和自然光？ 答：通过1/4波片，再通过偏振片，然后旋转偏振片，若光强不变化，为自然光；若光强有变化，出现两次消光，为圆偏光。 如何区分椭圆偏振和部分偏振光？ 答：通过1/4波片，并且最大或最小方向与波片光轴方向一致或垂直，再通过偏振片，并旋转偏振片 有消光现象为椭圆偏振，无消光的为部分偏振光。
根据仿真结果总结左右旋的规律。
答：?=mπ时候为线偏光，m=0/偶数时，在一、三象限；m=奇数时，在二、四象限；?=mπ/2时，为圆偏振光；其它为椭圆偏振光。
六、仿真小结
通过本次光学仿真，使我对书本的知识有了更深的理解。本来在光学实验室
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