Общая характеристика фотоупругого эффекта

Страница 2

. (1.4)

Комбинация уравнений (1.3) и (1.4) для плоской волны, по ляризованной в направлении x, дает

. (1.5)

Обобщая, можно сказать, что уравнение (1.5) показывает, что для плоской волны, поляризованной в любой плоскости, интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды электрического поля в этой плоскости.

Теперь, поскольку приемник из рисунка. 1.1 будет воспринимать общую интенсивность совокупности двух ортогонально поляризованных компонент, для расчета интенсивности необходимо векторно сложить амплитуды этих компонент. Изменение электрического поля волны, поляризованной в направлении х, может быть выражено как

(1.6)

где Еах — пиковая амплитуда. Аналогичное выражение используется для Еу, но без фазового сдвига φ.

Окончательно, если второй поляризатор ориентирован под некоторым углом θ к оси х, результирующее электрическое поле будет

(1.7)

Но, как установлено ранее, средняя интенсивность, измеренная приемником, будет определяться квадратом результирующего электрического поля, поэтому, возводя в квадрат уравнение (1.7), по лучим

(1.8)

После усреднения за один период и в предположении, что Еах = = Еау, уравнение (1.8) дает следующее значение

(1.9)

Вывод этого уравнения был проведен для двух ортогонально поляризованных волн. Однако, как показано на вышеприведенной диаграмме, для получения двух ортогональных волн используется плоскополяризованная волна, ориентированная под углом 45° к оси х. Если интенсивность этой исходной волны равна Ιο, то каждая ортогональная компонента будет иметь интенсивность Ιο/2. (Эта проверка осуществляется разложением электрического поля исходной волны E0 на x и у составляющие: Ех = Еу = E0 cos 45°, при этом напомним, что интенсивность пропорциональна Е2.) Итак, если вы разить уравнение (1.9) в величинах интенсивности, получим интенсивность на приемнике в виде

(1.10)

Угол θ обычно устанавливают равным 45°, так что при нулевой задержке I равняется нулю. Еще один полезный прием — введение предварительной задержки одной из ортогональных компонент с помощью четвертьволновой пластинки. Возрастание разности фаз на π/2 превращает косинус в уравнении (1.10) в синус. Подстановка значения φ приводит к

(1.11)

Если значение φ мало, такое превращение имеет два преимущества. Во-первых, вблизи нуля функция синуса изменяется быстрее, чем косинус, что делает систему более чувствительной. Во-вторых, при малых значениях синус фазы и сама фаза, выраженная в радианах, практически равны. После этих изменений уравнение (1.11) можно переписать как

(1.12)

Страницы: 1 2 3