利用微机分析偏光分束棱镜光强透射比的变化

偏光分束棱镜在激光调制和测量中是不可缺少的器件,它们的两出射光束的光强透射比会随入射角的改变而发生变化。以前,对其变化情况我们没有作过专门的分析,一般认为两束光强是相等的,但实际上是有差别的。为了满足测量应用的要求,我们以最常用的可调分束角棱镜为例,利用微机对光强透射比随入射角变化的情况进行了分析,并得出了结论。这对精密测量中的误差考虑会有很大的帮助。

1　透射比与入射角的关系

可调分束角棱镜是由方解石制造的,光路分析见图1。其中:α为入射角,s为棱镜的设计角(切割角)。

　　当入射光束以α角入射时,对于平行入射面的振动,符合光在各向异性介质中传播的斯涅耳原理。即:

　把(2)～(8)式代入Tp,(9)～(15)式代入Ts,并利用微机绘制Tp—α和Ts—α曲线,如图2所示。

2　分析与结论

从图2可以看出,当α在±10°内变化时,两出射光强的透射比差别<2%。在α约为零,即基本垂直入射时,差别<0.5%,在通常情况下,把此段认为是透射比相等。除此角度范围以外,两者差别明显,并且随 α 的增大,差别不断加大。

上述曲线是在假设介质无吸收的理想情况下绘制的,与实际测试结果基本相符,不同之处是Tp、Ts的绝对值均受样品影响,且差值大于上述理论值。这是由于方解石对寻常光和非常光的吸收不同造成的。通过偏光透过实验发现方解石对寻常光的吸收总是大于非常光。在可见光波段,光垂直晶体光轴入射,两透射比相差约10%。

 林长春

(济宁师范专科学校计算机中心,山东济宁272025)