8) международном оптическом конгрессе «Оптика – 2008». – Санкт-Петербург, 2008 г.;
9) VI международная конференция студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук». – Томск, 2009 г.;
10) На VI международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика – 2009». – Санкт–Петербург, 2009 г.;
11) На VIII региональной научной конференции «Фундаментальные и прикладные исследования». – Благовещенск, 2009 г.
Публикации и вклад автора
По результатам работы лично автором и в соавторстве опубликовано 30 работ, список которых приведен в конце автореферата. Автор принимал непосредственное участие в подготовке образцов и экспериментальной установки, постановке и проведении экспериментов, обработке и обсуждении результатов. Большая часть экспериментов проведена автором самостоятельно.
Структура и объем работы
Текст диссертации изложен на 130 страницах, состоит из введения, четырех глав
основного текста, заключения и списка литературы, содержащего 132 наименований.
Содержит 51 рисунка.
ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. При сложении излучений с неортогональными поляризациями так же образуется свет с линейной, эллиптической или циркулярной поляризациями. Циркулярно поляризованное излучение возникает при условии δ = 180°–θ (θ – угол между векторами E смешиваемых волн; δ – разность фаз между компонентами).
2. При повороте плоскопараллельной кристаллической пластинки вокруг вертикальной оси, лежащей в плоскости пластинки можно управлять эллиптичностью, степенью поляризации излучения и степенью полярности полярного света.
3. Система, состоящая из двух плоскопараллельных пластинок с взаимно перпендикулярными оптическими осями делает возможными задание необходимой эллиптичности, степени поляризации в значительной области широкополосного излучения.
4. Поляризационные спектры кристаллической пластинки позволяют уточнить измеренную толщину пластинки.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснованы актуальность и практическая значимость работы, определена цель диссертации, кратко изложено содержание работы, сформулированы положения, выносимые на защиту.
В первой главе приведен обзор литературы по вопросам, рассматриваемым в диссертации. Описаны нетрадиционные типы поляризации световых волн; методы управления эллиптичностью и степенью поляризации излучения.
Во второй главе приведены результаты по исследованию степени поляризации и эллиптичности лучей образованных двумя лучами, с неортогональными поляризациями, характеристики световых волн с поляризацией, типа фигур Лиссажу, полярного света и света с продольной поляризацией.
В параграфе 2.1 представлены расчеты степени поляризации света и эллиптичности лучей, образованных лучами с неортогональными поляризациями. В этом случае происходит сложение двух линейно-поляризованных волн с векторами напряженности электрических полей E расположенных под углом θ друг относительно друга и разностью фаз δ. Полагаем, что интенсивность этих лучей одинакова. При рассмотрении использовали параметрический метод построения эллипса поляризации. Из эллипса поляризации находили степень поляризации
, (1)
где Imax, Imin – максимальная и минимальная интенсивность и эллиптичность γ
, (2)
где a, b – длины большой и малой осей эллипса поляризации.
Обычно выражение (1) используется для частично-поляризованного света, но в данном случае применяется в качестве характеристики эллиптически поляризованного света. То есть, если свет линейно поляризован P = 1, γ = 0. Если свет циркулярно поляризован P = 1, γ = 0,78 радиан (γ = 45°).
На рис. 1, для примера, приведены эллипсы поляризации для разных значений разности фаз δ между лучами, когда угол θ между векторами равен 45°.
|
|
Рис. 1. Эллиптичность излучения, полученного за счет сложения двух лучей. Угол θ
между векторами E1 и E2 равен 45°. Значение δ, град: 1 – 0°; 2 – 90°; 3 – 135°; 4 – 160°; 5 – 180°
Эллиптичность излучения и степень поляризации меняются в значительных пределах. При δ = 0 и 180° при любых значениях θ излучение линейно-поляризовано (прямые 1 и 5). Прямые 1 и 5 всегда (при любых θ) ортогональны.
На рис. 2 приведена зависимость степени поляризации P и эллиптичности γ от разности фаз δ. Видно, что в отличие от традиционного случая (δ = 90°) циркулярно поляризованное излучение возникает, когда δ = δц. п = 180°–θ, между векторами E1 и E2. Если
θ = 20°, то δц. п. = 160°; при θ = 45°, то δц. п =135°, а при θ = 90°, то δц. п.= 90° и так далее.
Отметим, что при изменении углов δ и θ между E1 и E2 изменяется значение (длина a) большой оси эллипса поляризации (рис. 3).
Использование устройств с θ отличным от 90° открывает дополнительные возможности в создании вращателей вектора E и излучателей циркулярно-поляризованного излучения.
Отметим, что природа поступила достаточно мудро, выбрав из множества имеющихся возможностей наиболее удобный и привлекательный способ и предоставив условия для создания систем с θ = 90° и возможностью простого и удобного задания необходимых значений δ в оптических анизотропных кристаллах.
|
|
Рис. 2. Зависимость степени поляризации P (кривая 1) и эллиптичность γ (кривая 2–4) от δ. Значения θ, град: 1, 3 – 45°; 2 – 90°; 4 – 20° | Рис. 3. Зависимость значения Значения θ, град.: 1 – 20°; 2 – 45°; 3 – 90°; 4 – 110° |
В параграфе 2.2 представлены результаты расчетов излучения с поляризацией типа фигур Лиссажу. Рассмотрены случаи, когда используются две волны с θ = 90° и θ ≠ 90° монохроматического лазерного излучения с частотами ω и 2ω или ω и 3ω для разных значений угла θ. Для расчета использованы параметрические уравнения.
E1 = sin (wt); E2 = sin (2wt + d); E2 = sin (3wt + d), (3)
где параметром является ωt.
Вектора напряженности E1, E2 или E1, E3 расположены под углом θ друг относительно друга, при этом имеется относительная разность фаз δ. Результаты расчета для случая ω и 2ω показаны на графиках рис. 4.
|
|
|
|
|
|
Для разности фаз δ = 90° фигуры Лиссажу не замкнуты при любом угле θ.
Несколько иные графики получаются для случая ω и 3ω (рис. 5). В том и другом случаях, для кривых, приведенных на рис. 4 и рис. 5 характерен своеобразный «поляризационный гистерезис». Такой гистерезис, вероятно, должен проявиться в сегнетоэлектрических кристаллах со сложной доменной структурой.
|
|
|
|
|
|
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
