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《西安邮电大学光学仿真课程设计(题目一三五九).doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、电子工程学院专业课程设计I实验报告姓名：系部：光电子技术系专业：电子科学与技术年级：学号：指导教师：地点：时间：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j=0、j=p/4、j=p/2、j=3p/4、j=p、j=5p/4、j=3p/2、j=7p/4时，在Ex=Ey及Ex=2Ey情况下的偏振态曲线并
2、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j=0、j=p/4、j=p/2、j=3p/4、j=p、j=5p/4、j=3p/2、j=7p/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。
3、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
4、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、课程设计步骤开始流程图：定义变量c,lamd,T,k,w,t,z,Eox,EoyFx=Fy=0Fy=Fy+π/4Fy<=7*π/4Ex=Eox*cos(w*t-k*z+Fx)Ey=Eoy*cos(w*t-k*z+Fy)显示三维图像plot3(Ex,Ey,z)显示二维图像plot(Ex,Ey)Yesno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
5、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
6、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：ø=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；ø=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。本来在光学实验室已经做了关于偏振光的实验，如果说那个是宏观的话，那么这次仿真就是很好的微观教学，本来书本上的东西时间久了容易混淆，这次实验那些仿真图十分生动形象，给我留下了很深的印象，作为仿真的第一个实验，刚开始接触觉得还是很有难度，但随着理解和小伙伴们一
7、起研究，最终我们还是出色完成了这个实验，给人很大的成就感。七、实验程序clearall;c=3e+8;lamd=5e-7;T=lamd/c;t=linspace(0,T,1000);z=linspace(0,5,1000);w=2*pi/T;k=2*pi/lamd;Eox=10;Eoy=5;Fx=0;i=1;forFy=0:pi/4:7*pi/4Ex=Eox*cos(w*t-k*z+Fx);Ey=Eoy*cos(w*t-k*z+Fy);subplot(4,4,i);i=i+1;plot3(Ex,Ey,z);z
8、label('z');xlabel('x');ylabel('y');title('Fy-Fx=*pi/4');endn=9;forFy=0:pi/4:7*pi/4Ex=Eox*cos(w*t+k*z);Ey=Eoy*cos(w*t+k*z+Fy);subplot(4,4,n);n=n+1;plot(Ex,Ey);title('Fy-Fx=*pi/4');end题目（三）光波场的时域频谱分析一、实验
