光的偏振态仿真

1、光学仿真课程设计报告学院名称：电子工程学院专业名称：电子科学与技术指导教师：刘娟学生姓名：xx班 级： 科技1001学号：051020xx（xx）时间：2012年11月19日 2012年11月30日 课程设计名称：光波偏振态的仿真1、 课程设计目的：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。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。3、 课程设计原理

2、1）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：（1）线偏振；（2）圆偏振；（3）椭圆偏振设光波沿 z 方向传播，电场矢量为为表征该光波的偏振特性，可将其表示为沿 x、y 方向振动的两个独立分量的线性组合，即其中上二式中的变量 t 消去，经过运算可得式中，这个二元二次方程在一般情况下表示的几何图形是椭圆，如图所示。相位差和振幅比 EyEx 的不同，决定了椭圆形状和空间取向的不同，从而也就决定了光的不同偏振态。（1） 线偏振光 当 Ex 、Ey 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（2）圆偏振光 当 Ex 、Ey 的振幅相等( )

3、，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（3） 椭圆偏振光在一般情况下，光矢量在垂直传播方向的平面内大小和方向都在改变，它的末端轨迹是由（l04）式决定的椭圆，故称为椭圆偏振光。4、 课程设计步骤（流程图） 五仿真结果分析仿真截图: 三维仿真截图：对于仿真出的图像分析可知对于线偏振光当 m 为零或偶数时，光振动方向在 I、 象限内；当 m 为奇数时，光振动方向在 、 象限内。对于圆偏振光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着，E 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。对于椭圆偏振光，椭

4、圆的长、短半轴和取向与二分量 Ex、Ey 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。对于三维图的成像，主要是将图像的沿z轴对xoy平面投影来判断其为何偏振态。5、 仿真小结在学习了偏振态的基本概念后，我们对本次实验的实验原理有了一个清晰的概念，通过设计程序，仿真结果，体会了线偏振光，圆偏振光，椭圆偏振光的不同和形成条件，对与其相关的概念也有了比以往更深层的认识。对光波偏振态有了进一步的的了解与认识，基本熟悉了matlab的编程语法及作图操作，通过实际应用对光波偏振态有了更深一步的了解和认识，我掌握圆偏振、椭圆偏振及线偏振的概念及基本特性，以及偏振态的分析方法。六、程序 c=3*108;l=632.8*10(-9);f=c/l;T=1/f;w=2*pi*f;k=w/c;for m=0:1:7a=0;b=m*pi/4; Eox=10;Eoy=10;t=0;z=0:T*c/100:5*T*c;Ex=Eox*co