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另一个简单的小实验:光偏振--极端衍射,也有了一些进展, 我以前总希望能购买更密集的衍射光栅, 可其实现在的一些装置中是通过旋转光栅的角度来调节光栅密度的, 我现在的光栅是300线/毫米,但是倾斜一定角度后, 就可以成为数千线/毫米(甚至数万线/毫米)的高密度光栅了, 可以很清楚的看到,当光栅垂直于台灯入射光时, 会出现五颜六色的色散,旋转光栅60度后, (光栅平面与入射光大约成30度角) 就基本看不到色散了,这是由于线密度很高了, 所以出现了极端衍射---偏振现象(色散消失), 即只剩下了中心的亮条纹(零级条纹), 随着入射光与光栅所成的角度越小,线密度越高,偏振度越高, 由于此时光栅的线密度已经很高了, 所以可以直接用偏振镜来旋转观察到光强度的明显变化, 有衍射光栅的朋友可以试一下看,很简单,而且明暗变化反差很大, 说明倾斜的衍射光栅具有了很高的偏振度, (我把四片300线/mm的光栅重叠起来观察,明暗对比就更强烈了) 需要注意的是:如果光栅倾斜后,色散没有消失, 说明你的光栅线条方向与倾斜面平行了, 这样的光栅倾斜不会增加光栅的线密度, 必须把光栅转90度,使得光栅线条垂直于倾斜旋转面, 就可以看到衍射色散的消失了, 正因为如此,用两个倾斜的衍射光栅并不利于观察明暗变化, 因为当两个光栅互相垂直时, 必然有一个光栅脱离了理想的偏振状态(会出现少许色散), 所以最好是用偏振镜或偏振膜来检偏, “边缘干涉”的问题看来已经基本解决了“单粒子衍射”的问题, 希望各位再认真考虑一下这个偏振本质---极端衍射的问题? 这个问题的延展涉及到:光波必须是横波吗?纵波也可以出现“极端衍射”? 另外,相信熟悉气体激光器的朋友也会理解所谓“布儒斯特角”的问题了? 只要把一片普通玻璃尽量倾斜,由于晶格的不对称, 就会使得这个普通玻璃片具有了一定的偏振度, 如果你有一个从计算器或电玩里取出的偏振膜(灰色), 就可以用它来旋转检偏了, 值得注意的还有: 1、气体激光本身都没有偏振性,而晶体激光本身都具有一定的偏振度, 2、不同的偏振镜对不同波长的光有不同的偏振度, 3、偏振光可能存在高倍显微镜下的精细“边缘干涉”条纹, 这可能与上海光机所发现的“偏振光栅自成像效应”相关, 其论文中写到: “偏振依赖性是高密度光栅的一个基本属性, 偏振光栅自成像是描述这种偏振依赖性的一个新的基本光学效应。 据分析,此效应之前未曾被发现,可能由两个原因造成。 从理论上讲,传统的标量衍射理论是无法解释这个偏振效应的; 从实验上讲,传统的CCD探测器的像素尺寸大于高密度光栅的周期, 无法看清高密度光栅的近场分布。 此次实验采用50~ 80 nm开口的光纤探针, 利用纳米精度扫描的近场光学扫描装置, 成功观察到了偏振光栅自成像的不同。”
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