物理实验 第25卷 宽带偏振分光棱镜带宽在450~650nm,我们实激光器发出的是线偏振光,而偏振分光棱镜是让 验所用的偏振分光棱镜的透射率曲线见图3) p光透过,s光反射,所以应该尽量使激光器的偏 振方向沿p光方向,这样可以提高光能的利用率 图4是在0°偏角(读出光起偏方向与液晶分子长 轴方向夹角为0°)、驱动电压频率为0.4kHz时 测得的工作曲线图5和6分别是实测的图像照 片,作为改用其他光源的参照 全写入 图3偏振分光棱镜透射率曲线 由此可知,液晶光阀实验对读出光光源的要 求是波长在偏振分光棱镜工作带宽以内的平行光 02468101214161820 束.当然,如果要实现非相干光与相干光的转化 则读出光光源应当是相干光 图4使用带布氏窗HeNe微光器时的工作曲线 3各种光源特点 普物实验的常用光源主要有HeNe激光器、 半导体激光器、白炽灯(卤钨灯)等.现在简要分 析它们的特点和在本实验中应用的可能性 He-Ne激光器发散角小,光束截面积小,单 色性好(波长为632.8nm),相干性好,一般功率 也较大.偏振性方面,带布氏窗的HeNe激光器 图5正像 图6反转像 输出光是很好的线偏振光,当然可应用于液晶光 阀实验.而普通HeNe激光器输出光的偏振性 改用普通HeNe激光器,与前面不同的是它 是随机的,是否也可用于液晶光阀实验? 所发出激光的偏振性是随机的.和前面一样,我 半导体激光器突出优点是体积小、重量轻、价们仍然能看到其较清晰的正像和反转像,这是因 格低、效率高,但是它较HeNe激光器发散角稍为尽管普通的HeNe激光器发出光的偏振性是 大,单色性稍差.偏振性方面,半导体激光输出光随机的,但当它通过偏振分光棱镜后输出的应该 是部分偏振光,它是否也可应用于液晶光阀实验,都是p光.可是我们测量其工作曲线时发现不能 是值得研究的 得到稳定的工作曲线,当驱动电压固定在某一个 卤钨灯发散角大,为连续光谱,是自然光.在值时,光强会在一定范围内波动这是由于普通 卤钨灯前加一透镜,可以得到较好的平行光束用HeNe激光器输出光的偏振性是随机的,因此通 它作为液晶光阀实验的光源,显然不能实现非相过偏振分光棱镜后所得到的p光光强是不稳定 干光与相干光的转化,但实验的结果会如何呢?的,这样进入液晶光阀的光强的不稳定导致最终 所测得光强的波动.所以,普通HeNe激光器只 4各种光源的实验 能用于对读出光光强稳定性没有要求的实验 4.1IN激光器 42半导体激光器 带布氏窗的HeNe激光器是液晶光阀实验 使用波长为650nm的红色半导体激光器, 中最常用的光源,经过扩束后能够得到很好的平经扩束后也能得到很好的平行、单色、相干、大截 行、单色、相干较大截面积的线偏振光束,可以满面积的部分偏振激光束,虽然半导体激光是部分 足大部分实验的要求由于带布氏窗的HeNe偏振光,但它的偏振方向不会随时间变化,经过偏 2 01995-2006 Tsinghna Tongfang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved.宽带偏振分光棱镜带宽在 450～650 nm ,我们实 验所用的偏振分光棱镜的透射率曲线见图 3) . 图 3 偏振分光棱镜透射率曲线 由此可知 ,液晶光阀实验对读出光光源的要 求是波长在偏振分光棱镜工作带宽以内的平行光 束. 当然 ,如果要实现非相干光与相干光的转化 , 则读出光光源应当是相干光. 3 各种光源特点 普物实验的常用光源主要有 He2Ne 激光器、 半导体激光器、白炽灯 (卤钨灯) 等. 现在简要分 析它们的特点和在本实验中应用的可能性. He2Ne 激光器发散角小 ,光束截面积小 ,单 色性好(波长为 632. 8 nm) ,相干性好 ,一般功率 也较大. 偏振性方面 ,带布氏窗的 He2Ne 激光器 输出光是很好的线偏振光 ,当然可应用于液晶光 阀实验. 而普通 He2Ne 激光器输出光的偏振性 是随机的 ,是否也可用于液晶光阀实验 ? 半导体激光器突出优点是体积小、重量轻、价 格低、效率高 ,但是它较 He2Ne 激光器发散角稍 大 ,单色性稍差. 偏振性方面 ,半导体激光输出光 是部分偏振光 ,它是否也可应用于液晶光阀实验 , 是值得研究的. 卤钨灯发散角大 ,为连续光谱 ,是自然光. 在 卤钨灯前加一透镜 ,可以得到较好的平行光束 ,用 它作为液晶光阀实验的光源 ,显然不能实现非相 干光与相干光的转化 ,但实验的结果会如何呢 ? 4 各种光源的实验 4. 1 He2Ne 激光器 带布氏窗的 He2Ne 激光器是液晶光阀实验 中最常用的光源 ,经过扩束后能够得到很好的平 行、单色、相干、较大截面积的线偏振光束 ,可以满 足大部分实验的要求. 由于带布氏窗的 He2Ne 激光器发出的是线偏振光 ,而偏振分光棱镜是让 p 光透过 ,s 光反射 ,所以应该尽量使激光器的偏 振方向沿 p 光方向 ,这样可以提高光能的利用率. 图 4 是在 0°偏角(读出光起偏方向与液晶分子长 轴方向夹角为 0°) 、驱动电压频率为 0. 4 k Hz 时 测得的工作曲线 ,图 5 和 6 分别是实测的图像照 片 ,作为改用其他光源的参照. 图 4 使用带布氏窗 He2Ne 激光器时的工作曲线 图 5 正像 图 6 反转像 改用普通 He2Ne 激光器 ,与前面不同的是它 所发出激光的偏振性是随机的. 和前面一样 ,我 们仍然能看到其较清晰的正像和反转像 ,这是因 为尽管普通的 He2Ne 激光器发出光的偏振性是 随机的 ,但当它通过偏振分光棱镜后输出的应该 都是 p 光. 可是我们测量其工作曲线时发现不能 得到稳定的工作曲线 ,当驱动电压固定在某一个 值时 ,光强会在一定范围内波动. 这是由于普通 He2Ne 激光器输出光的偏振性是随机的 ,因此通 过偏振分光棱镜后所得到的 p 光光强是不稳定 的 ,这样进入液晶光阀的光强的不稳定导致最终 所测得光强的波动. 所以 ,普通 He2Ne 激光器只 能用于对读出光光强稳定性没有要求的实验. 4. 2 半导体激光器 使用波长为 650 nm 的红色半导体激光器 , 经扩束后也能得到很好的平行、单色、相干、大截 面积的部分偏振激光束 ,虽然半导体激光是部分 偏振光 ,但它的偏振方向不会随时间变化 ,经过偏 64 物 理 实 验 第 25 卷 © 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved