基本信息
- 项目名称：
- 洛匈棱镜分束角的光谱效应及入射角效应
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文根据冰洲石晶体中e光波主折射率的色散关系及e光波遵守的折射定律，从理论上推导出了洛匈棱镜用于不同光波长和不同入射角时分束角的计算公式；利用三种激光光源对其光谱效应与入射角效应进行了实验测试,结果表明：入射光波长与光的入射角均对洛匈棱镜的分束角产生影响。
- 详细介绍：
- 为了详细了解洛匈棱镜的分束角特点，本文根据冰洲石晶体中e光波主折射率的色散关系及e光波遵守的折射定律，从理论上推导出了洛匈棱镜用于不同光波长和不同入射角时分束角的计算公式；用633nm、532nm和473nm三种激光光源、对三只不同结构角的洛匈棱镜，分别以不同的入射角（-20º、-18º、-16º 、-14º 、-12º 、-10º 、-8º 、-6º 、-4º 、-2º、 0º 、2º、 4º 、6º 、8º 、10º 、12º 、14º 、16º 、18º 、20º）进行实验测试，通过理论与实验相结合的方法，并应用MATLAB\origin等软件绘制出图像。结果表明：入射光波长与光的入射角均对洛匈棱镜的分束角产生影响。对于结构角一定的洛匈棱镜，当入射角一定时，分束角随入射光波长的增大而减少；当入射的光波长一定时，分束角随入射角的变化而变化，光的入射角为负值时对棱镜分束角的影响较小，为正值时对棱镜分束角的影响较大，且入射角越大影响越明显。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的： 对洛匈棱镜分束角的光谱效应及入射角效应进行理论和实验研究，为洛匈棱镜的应用提供理论和实验依据。 基本研究思路为： (1)根据冰洲石晶体中e光波主折射率的色散关系及e光波遵守的折射定律，从理论上推导出洛匈棱镜用于不同光波长和不同入射角时分束角的计算公式； (2) 利用三种激光光源对其光谱效应与入射角效应进行实验测试,并对实验数据进行分析，得出实验结论。
科学性、先进性及独特之处
- 洛匈棱镜产生的两束偏振光在同一端面输出, 且其中的一束光出射方向与入射光方向相同, 它既可以作偏光分束镜, 又可作起偏镜, 因此得到了广泛应用。但通过查阅相关资料，并没有发现有关洛匈棱镜的分束角与入射角、波长以及结构角的相关研究。本文从入射角、结构角、入射光波长等几个方面，运用理论与实验相结合的方法进行研究，为洛匈棱镜在宽光谱、宽入射角度中更好的应用提供了有价值的理论和实验基础。
应用价值和现实意义
- 激光的发展，带动了偏光器件的快随发展，其应用已经渗入了生活的方方面面，以及遗传工程、航天工程等科学领域，目前既可做分束镜又可做起偏镜的洛凶棱镜的使用非常广泛。分束角是洛匈棱镜的重要技术参数之一，但洛匈棱镜用于光谱测试时，分束角随入射光的波长以及入射角的改变而变化，这种变化给应用带来诸多不便。因此研究洛匈棱镜分束角随入射光波长及入射角变化具有十分重要的应用价值和现实意义。
学术论文摘要
- 为了详细了解洛匈棱镜的分束角特点，本文根据冰洲石晶体中e光波主折射率的色散关系及e光波遵守的折射定律，从理论上推导出了洛匈棱镜用于不同光波长和不同入射角时分束角的计算公式；利用三种激光光源对其光谱效应与入射角效应进行了实验测试,结果表明：入射光波长与光的入射角均对洛匈棱镜的分束角产生影响。对于结构角一定的洛匈棱镜，当入射角一定时，分束角随入射光波长的增大而减少；当入射的光波长一定时，分束角随入射角的变化而变化，光的入射角为负值时对棱镜分束角的影响较小，为正值时对棱镜分束角的影响较大，且入射角越大影响越明显。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 高校直送作品
参考文献
- 1、邓红艳,吴福全,唐恒敬. Wollaston棱镜分束角的光谱特性[J]. 激光杂志, 2005, 26(4): 42～43 2、李国华; 吴福全; 于德洪 可调分束角棱镜的分束角与入射角的关系 曲阜师范大学学报(自然科学版) , Journal of Qufu Normal University(Natural Science)
同类课题研究水平概述
- 通过查阅相关文献，只有关于Wollaston棱镜分束角的光谱特性和可调分束角棱镜的分束角与入射角的关系的两篇报道，没有发现关于洛匈棱镜分束角的光谱效应及入射角效应相关的研究报导。 在《Wollaston棱镜分束角的光谱特性》（发表在《激光杂志》上，作者：邓红艳,吴福全,唐恒敬）一文中，作者对Wonaston棱镜分束角的光谱特性从理论上进行了分析，并进行了实验测试，得出了：人射光波长对Wollaston棱镜的分束角有一定的影响的实验结论。并给出了：棱镜的结构角越大，人射光波长对分束角的影响越大：紫外光谱区的影响大于可见和红外光谱区的规律。但作者并没有考虑到入射角对分束角的影响，没有给出入射角对分束角影响的关系。 在《可调分束角棱镜的分束角与入射角的关系》（发表在《曲阜师范大学学报》(自然科学版)上，作者：李国华; 吴福全; 于德洪）一文中，李国华和吴福全教授对可调分束角棱镜的分束角与入射角及棱镜切角的关系进行了理论分析,并进行了实验测量,，给出了分束角与入射角的关系。但他们并没有考虑入射光波长对分束角的影响。 本文首次采用理论与实验相结合的研究方法对洛匈棱镜的分束角从结构角、入射角以及光波长进行了研究，得出了洛匈棱镜用于不同光波长和不同入射角时分束角的变化规律，具有创新性和实用价值，为以后对洛匈棱镜分束角这一特性的研究提供了理论依据。
