液晶相位可变延迟器在极化电子碰撞实验中的应用论文

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1、液晶相位可变延迟器在极化电子碰撞实验中的应用论文任少辣董占民庞文宁摘要：液晶相位可变延迟器（liquidcrystalvariableretarders,LCVR）的快慢轴之间的相位差随两端所加的电压连续可调，通过调节电压可以实现对入射光偏振度、偏振方向的操控.文中第2,3部分介绍了LVCR在特定波长不同延迟相位的标定方法及标定结果，第4,5部分介绍了利用LVCR测量Stokes参数的原理及方法.关键词：液晶相位可变延迟器（LCVR），相位延迟，Stokes参数，极化AbstractThephasedifferencebetodulatinganACvolta

2、geappliedonthebi-surfaceoftheLCVR.Thepolarizationofaninputlightbeamcanthusbecontrolledbyvaryingthevoltage.ThecalibrationmethodandresultsofdeterminingthedifferentphaseretardancesforgivenethodformeasuringtheintegralStokesparametersbyLCVRarealsodiscussed.Keyeters,polarize1引言极化电子原子散射实验是2

3、0世纪70年代在传统电子动量谱学实验的基础上发展起来的一种实验方法，主要通过分析靶原子退激发光的Stokes参数研究原子的精细结构，整个实验包括极化电子的产生、传输及与靶原子的散射.freel激光和从单色仪出射的495.7nm的谱线的标定结果.4使用LCVR产生可控自旋方向的极化电子束极化电子束可以用正负圆偏振光激发GaAs晶片来产生［1］，图5是极化电子产生示意图，用正圆偏振光可以激发自旋向上的电子，用负圆偏振光可以激发自旋向下的电子.用1/4波片产生的正负圆偏振光时，需要通过1/4波片的机械的转动交换快慢轴的取向来实现，其精度依赖于机械转动结构的设计，

4、利用LCVR则只需调节电压使其延迟λ/4或3λ/4来控制圆偏振光的螺旋性，从而控制电子束的自旋方向，并且LCVR响应时间在毫秒量级，这使得瞬时反转自旋方向成为可能.图5入射光圆偏振态与激发电子束的自旋方向(偏振片p的箭头方向为偏振片的偏振方向，F和S的箭头方向分别表示LVCR的快轴及慢轴的方向)5用LCVR代替1/4波片来测量Stokes参量Stokes参数可以完备地描述偏振光的特性［9］，相对Stokes参数P1=(I(0)-I(90))/(I(0)+I(90))，P2=(I(45)-I(135))/(I(45)+I(135))，P3=(I(σ-)-I(σ+

5、))/(I(σ-)+I(σ+))，其中I为光强度，括号内的数字表示偏振方向与电子入射方向的夹角度，σ+，σ-分别表示正负圆偏振光.在这类实验中，P1与电子的初始极化度无关，P2与电子的自旋轨道相互作用有关，P3除了与电子的自旋轨道相互作用有关外，还与散射过程中的电子交换作用有关.具体测量方法见图6，其中α为偏振片偏振方向与z轴（电子运动方向）的夹角，β为1/4波片（或LCVR）的快轴与z轴的夹角，δ=Δnd/λ是延迟片的延迟(对于1/4波片,δ=90°;对于LCVR,δ可调).光子通过相位延迟片和线偏振片后的光强为［10］I(α,β,δ)={1+P1［cos

6、2(α-β)cos2β-sin2(α-β)sin2βcosδ］+P2［cos2(α-β)sin2β+sin2(α-β)cos2βcosδ］+P3［sin2(α-β)sinδ］}I/2,（1）其中P1，P2，P3为相对Stokes参量.在（1）式中，令α=0°，β=135°,.freel的激光，并就Ne495.7nm和Ne453.8nm的谱线,测量极化电子原子碰撞中的自旋相关效应，已对780nm和495.7nm的谱线用LCVR做了标定，还需要进一步确定LCVR在453.8nm处λ/4、λ/2、3λ/4和λ延迟所对应的电压值.