液晶相位可变延迟器在极化电子碰撞
- 格式：doc
- 大小：154.50 KB
- 文档页数：5
下载文档原格式
合集下载
吉林大学大学物理实验 液晶电光效应实验
液晶电光效应实验液晶是介于液体与晶体之间的一种物质状态。
一般的液体内部分子排列是无序的，而液晶既具有液体的流动性，其分子又按一定规律有序排列，使它呈现晶体的各向异性。
当光通过液晶时，会产生偏振面旋转，双折射等效应。
液晶分子是含有极性基团的极性分子，在电场作用下，偶极子会按电场方向取向，导致分子原有的排列方式发生变化，从而液晶的光学性质也随之发生改变，这种因外电场引起的液晶光学性质的改变称为液晶的电光效应。
1888年，奥地利植物学家Reinitzer在做有机物溶解实验时，在一定的温度范围内观察到液晶。
1961年美国RCA公司的Heimeier发现了液晶的一系列电光效应，并制成了显示器件。
从70年代开始，日本公司将液晶与集成电路技术结合，制成了一系列的液晶显示器件，并至今在这一领域保持领先地位。
液晶显示器件由于具有驱动电压低（一般为几伏），功耗极小，体积小，寿命长，环保无辐射等优点，在当今各种显示器件的竞争中有独领风骚之势。
实验意义与目的实验意义：液晶作为物质存在的第四态，早在上世纪开始至今已成为由物理学家、化学家、生物学家、工程技术人员和医药工作者共同关心与研究的领域，在物理、化学、电子、生命科学等诸多领域有着广泛应用，如：光导液晶光阀，光调制器，液晶显示器件，各种传感器、微量毒气监测、夜视仿生等，尤其液晶显示器件独占了电子表，手机，笔记本电脑等领域。
其中液晶显示器件、光导液晶光阀、光调制器、光路转换开关等均是利用液晶电光效应的原理制成的，因此，掌握液晶电光效应从实用角度或物理实验教学角度都是很有意义的。
液晶显示器件由于具有驱动电压低（一般为几伏），功耗极小，体积小，寿命长，环保无辐射等优点，在当今已广泛应用于各种显示器件中。
实验目的：（1）掌握液晶光开关的基本工作原理，测量液晶光开关的电光特性曲线。
（2）观察液晶光开关的时间响应曲线，并求出液晶的上升时间和下降时间。
（3）测量液晶显示器的视角特性。
液晶光子学 第2章 液晶光场调控技术
pLmp
0
(2.5)
3 of 40
2.1 光场调控的基本介绍
u(r,
,
z)
E0
2
r w( z )
m
Lmp
2
r2 w( z )2
w0 w( z )
exp
i
k 2q(z)
r2
expi(2 p m 1)(z)exp(im )
第二章 液晶光场调控技术
特点：
1) 主峰光强以反比于αρ的速率衰减
2) 零阶贝塞尔光束的中心光斑周围有许多旁瓣，形成一系列的同心圆环状结
构，每个环形光圈所含的能量跟中心光斑几乎是相等的
3）高阶贝塞尔光束的中心是中空的环状光斑
10 of 40
04
2.1 光场调控的基本介绍
贝塞尔光束
应用： 1) 激光打孔微加工 2) 加速带电粒子 3) 精密准直 4) 显微成像技术 5) 光镊 ……
02
矢量光束
特点： 1）径向偏振矢量光束的波阵面上，任意位置处的偏振方向都沿着径向，角向 偏振矢量光束各点的偏振方向都垂直于径向 2）中心偏振奇点的存在导致了光场的环形分布 应用（径向偏振矢量光束）： 1) 超分辨显微成像 2) 光学微粒操控 3) 表面等离子体的共振激发 4) 微纳加工 ……
(a)径向(b)角向(c)径向和角向线性叠加的矢量光场偏振分布示意图
7 of 40
2.1 光场调控的基本介绍
第二章 液晶光场调控技术
03
艾里光束
归一化衍射傍轴方程：
i
1 2
2 s 2
0
(2.12)
液晶面板显示模式介绍
三、广视角技术
观察角度不同,获得的亮度不同
1.广视角分类：
TN+Film相位补偿方式 共面开关（In-Plane Switch, IPS）模式（日立的SuperIPS和现代电子的FFS(Fringe Field Switching)液晶模式 则是IPS的改进 ） 多畴垂直取向（Multi-domain Vertical Alignment, MVA ）模式（三星公司的PVA(Patterned Vertical Alignment)模式及夏普公司的ASV(Advanced Super V)模 式是MVA模式的延伸） 其它还有松下的OCB(Optical Compensated Birefringence)及NEC的SFT(Super-fine TFT)技术等等
CF Pixel Array: 马赛克式:：显示AV动态画面 直条式：较常显示文字画面,(Note Book)
面板Array:
单一画素结构：
TFT工作原理： TFT为一三端子元件，在LCD应用上可视为一开关 液晶组件的作用类似一个电容，藉Switch的 ON/OFF对电容储存的电压值进行更新/保持。 SW ON时信号写入(加入、记录)在液晶电容上，在 以外时间 SW OFF，可防止信号从液晶电容泄漏。
(1)Vgs>Vth：讯号读取
TFT组件在闸极(G)给予适当电压(VGS>起始电压Vth,注), 使通道(a-Si)感应出载子(电子)而使得源极(S)汲极(D)导 通。 【注】：Vth为感应出载子所需最小电压 。
(2)Vgs<Vth：讯号保持 当Vgs小于起始电压时没有感应出载子则通道成断 路。
IPS模式特性：
1.无论是垂直还是水平方向，±80º 内均没有阶调反转现象。 2.电压保持率很高。 3.视角特性的方位对称性不佳。在某些方位角视角范围不够宽。 4.开口率小，透过低。
基于液晶相位可变延迟器频率调谐外腔半导体激光器
基于液晶相位可变延迟器频率调谐外腔半导体激光器张辉;陈江;刘丹丹;阮军;任兆玉;张首刚【摘要】利用液晶相位可变延迟器慢轴折射率随外加电压变化的特性,研制了一台用液晶进行频率调谐的分布反馈(DFB,distributed feedback)外腔半导体激光器.液晶DFB外腔激光器输出激光线宽为475 kHz,液晶电压变化1.6V (0.5～2.1V)时,激光频率变化为7 GHz,覆盖了Cs原子D2线的全部饱和吸收谱线.在实现外腔半导体激光器方法中,应用液晶调相较应用压电陶瓷(PZT)改变腔长,其具有调谐电压低,回程误差小,并可以消除机械稳定性差等特点.【期刊名称】《时间频率学报》【年(卷),期】2013(036)001【总页数】8页(P1-8)【关键词】外腔半导体激光器;液晶相位可变延迟器;频率调谐【作者】张辉;陈江;刘丹丹;阮军;任兆玉;张首刚【作者单位】西北大学光子学与光子技术研究所,西安710069;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院研究生院,北京100039;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院时间频率基准重点实验室,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院时间频率基准重点实验室,西安710600;西北大学光子学与光子技术研究所,西安710069;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院时间频率基准重点实验室,西安710600【正文语种】中文【中图分类】TN248.4窄线宽、可调谐、频率稳定的外腔半导体激光器在原子钟、外差传感测量、光纤传感、光电子检测等领域具有重要意义并得到广泛应用。
目前外腔半导体激光器主要调谐方式分为两类：机械调谐[1-3]与电调谐[4-6]。
机械调谐中，几乎在所有的外腔半导体激光器中，频率的细调都是通过调节压电陶瓷（PZT）的长度从而改变外腔长度来实现的。
移相器原理
移相器原理一、移相器的定义和作用移相器（Phase Shifter）是一种用于改变电路中信号的相位的装置或电路。
在电子学中，相位是指信号的偏移量或延迟，而移相器可以通过改变电路中的电流或电压来改变信号的相位。
移相器常用于无线通信、雷达系统、天线阵列等领域，用于调整信号的相位以实现特定的功能或性能优化。
二、移相器的基本原理移相器的基本原理是通过改变电路中的电感或电容来改变信号的相位。
根据电路中元件的不同，可以将移相器分为电感移相器和电容移相器。
2.1 电感移相器电感移相器是通过改变电路中的电感来改变信号的相位。
当电感移相器中的电感值发生变化时，信号通过电感时会发生相位的改变。
电感移相器常用于低频信号的移相。
2.2 电容移相器电容移相器是通过改变电路中的电容来改变信号的相位。
当电容移相器中的电容值发生变化时，信号通过电容时会发生相位的改变。
电容移相器常用于高频信号的移相。
三、电感移相器的工作原理电感移相器是通过改变电路中的电感来改变信号的相位。
主要有以下几种类型的电感移相器：串联电感移相器是将多个电感串联连接起来，通过改变串联电感的总电感值来改变信号的相位。
当串联电感的电感值增大时，信号的相位会发生正向移相；当串联电感的电感值减小时，信号的相位会发生反向移相。
3.2 并联电感移相器并联电感移相器是将多个电感并联连接起来，通过改变并联电感的总电感值来改变信号的相位。
当并联电感的电感值增大时，信号的相位会发生反向移相；当并联电感的电感值减小时，信号的相位会发生正向移相。
3.3 可变电感移相器可变电感移相器是通过改变电路中的可变电感器件来改变信号的相位。
可变电感器件可以是电感线圈的可调节端点，通过改变端点的位置来改变电感值，从而改变信号的相位。
四、电容移相器的工作原理电容移相器是通过改变电路中的电容来改变信号的相位。
主要有以下几种类型的电容移相器：4.1 串联电容移相器串联电容移相器是将多个电容串联连接起来，通过改变串联电容的总电容值来改变信号的相位。
相位延迟和相位差
相位延迟和相位差全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：相位延迟和相位差是信号处理领域中重要的概念，它们在通信、控制、图像处理等领域有着广泛的应用。
相位延迟和相位差都与信号的相位有关，但它们的含义和应用场景有所不同。
一、相位延迟相位延迟是指信号在经过系统或介质传播后，相位发生的改变。
在实际的工程应用中，信号的传输路径中会经过各种系统、设备和介质，这些都会对信号的相位产生影响，导致相位延迟的产生。
在通信系统中，相位延迟会导致信号的失真和接收端的误差，因此需要通过对信号进行校正来消除相位延迟对系统性能的影响。
相位延迟的计算通常采用频域分析的方法，通过信号的频谱和相位响应来确定信号的相位延迟。
在数字信号处理中，可以通过傅里叶变换将信号从时域转换到频域，然后通过频谱分析计算相位延迟。
相位延迟在图像处理、声音处理、雷达和无线通信等领域都有着广泛的应用，在系统设计和性能优化中起着重要的作用。
二、相位差相位差是指两个信号之间在频率相同的情况下，相位的差异。
在通信系统中，接收端和发送端之间可能存在不同的相位差，导致信号的接收端无法正确解调和还原发送端的信号。
相位差的消除对于保证通信系统的性能和可靠性至关重要。
在信号处理中，相位差通常需要通过对信号进行补偿或校正来消除。
在通信系统中，相位差的消除通常通过同步技术来实现，即通过时钟和参考信号来确保发送端和接收端之间的相位保持一致。
相位差的存在会导致信号的失真和误码率的增加，因此需要通过合适的方法来消除相位差对系统性能的影响。
第二篇示例：相位延迟和相位差是信号处理和通信领域中常见的两个概念。
在理解这两个概念之前，我们先来了解一下什么是相位。
相位是描述波形的一个重要属性，它指的是波形在一个周期内的偏移量。
在正弦波中，相位是指某一点相对于波形起始点的位置，通常用角度或弧度来表示。
在信号处理中，相位对信号的特性有着重要的影响，它决定了信号的波形和频谱特性。
首先我们来讨论相位延迟。
液晶相位延迟器的作用
液晶相位延迟器的作用
液晶相位延迟器是一种常见的光电器件，其主要作用是改变入射光的相位，将其延迟一定的时间。
液晶相位延迟器的应用非常广泛，包括光学成像、光通信、光学测量等领域。
在光学成像领域，液晶相位延迟器被广泛应用于光学显微镜、干涉显微镜、光学相干断层扫描成像等设备中。
通过调节液晶相位延迟器的相位，可以改变光路的光程差，进而实现光路的相位调制。
这种相位调制技术可以提高光学显微镜的分辨率和成像质量，让显微镜成像更加清晰，较为精细的显微结构也可以得到更好的展现。
在光通信领域，液晶相位延迟器被广泛应用于光谱分析、光波分复用等设备中。
通过调节液晶相位延迟器的相位，可以实现光信号的相位调制，进而实现光信号的调制和解调。
这种技术可以提高光波分复用系统的传输速率和传输距离，让光通信设备可以更高效地传输信息。
在光学测量领域，液晶相位延迟器被广泛应用于干涉仪、激光测距等设备中。
通过调节液晶相位延迟器的相位，可以实现光的相位调制，进而实现光路的干涉和测量。
这种技术可以提高光学测量设备的精度和灵敏度，让测量结果更加准确和可靠。
总之，液晶相位延迟器是一种非常重要的光电器件，其作用十分广泛。
通过液晶相位延迟器的相位调制技术，可以实现光学显微镜的高清晰度成像、光通信设备的高效传输和光学测量设备的高精度测量。
随着科技的不断发展，液晶相位延迟器的应用前景也越来越广阔。
实验二 液晶电光效应
实验二十三 液晶电光效应液晶是介于液体与晶体之间的一种物质状态。
一般的液体内部分子排列是无序的，而液晶既具有液体的流动性，其分子又按一定规律有序排列，使它呈现晶体的各向异性，当光通过液晶时，会产生偏振面旋转，双折射等效应。
液晶作为物质存在的第四态，至今已成为由物理学家、化学家、生物学家、工程技术人员和医药工作者共同关心与研究的领域，在物理、化学、电子、生命科学等诸多领域有着广泛应用。
如：光导液晶光阀、光调制器、液晶显示器件、各种传感器、微量毒气监测、夜视仿生等。
液晶分子是含有极性基团的极性分子，在电场作用下，偶极子会按电场方向取向，导致分子原有的排列方式发生变化，从而液晶的光学性质也随之发生改变，这种因外电场引起的液晶光学性质的改变称为液晶的电光效应。
液晶显示器件、光导液晶光阀、光调制器、光路转换开关等均是利用液晶电光效应的原理制成的。
一、实验目的（1）掌握液晶光开关的基本工作原理。
（2）学会测量液晶光开关的电光特性曲线、液晶光开关的时间响应曲线、由液晶光开关矩阵所构成的液晶显示器的视角特性以及在不同视角下的对比度。
（3）了解液晶光开关构成图像矩阵的方法。
二、实验仪器ZKY-LCDEO-2液晶电光效应综合实验仪、ZKY-LCDEO-2信号适配器、双踪显示示波器 三、实验原理1．液晶光开关的工作原理液晶的种类很多，仅以常用的TN （扭曲向列）型液晶为例，说明其工作原理。
TN 型光开关的结构如图4-117所示。
在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶，液晶分子的形状如同火柴一样，为棍状。
棍的长度在十几埃，直径为4-6埃，液晶层厚度一般为5-8微米。
玻璃板的内表面涂有透明电极，电极的表面预先作了定向处理（可用软绒布朝一个方向摩擦，也可在电极表面涂取向剂），这样，液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的微沟槽里；电极表面的液晶分子按一定方向排列，且上下电极上的定向方向相互垂直。
上下电极之间的那些液晶分子因范德瓦尔斯力的作用，趋向于平行排列。
天线介质移相器的工作原理
天线介质移相器的工作原理一、引言天线介质移相器是一种用于调整天线阵列元素之间相对相位差的装置，通过改变相位差，可以控制天线阵列的辐射方向和波束形状。
本文将详细探讨天线介质移相器的工作原理及其在天线阵列中的应用。
二、天线阵列的基本原理天线阵列是由多个天线元素组成的整体，可以通过控制每个天线元素的相位差来改变阵列辐射的方向。
天线阵列的辐射性能对相位调控的要求很高，而天线介质移相器就是实现相位调控的关键元器件。
三、天线介质移相器的分类根据不同的工作原理和结构方式，天线介质移相器可以分为以下几类：3.1 电子式移相器电子式移相器通过改变电磁元件的电气特性来实现相位调控。
常见的电子式移相器包括可变电容器、可变电感器和可变衰减器等。
通过调节这些元器件的电气特性，可以改变信号的传播速度和相位延迟，从而实现相位调控。
3.2 光学式移相器光学式移相器利用光学元件的光程差来实现相位调控。
常见的光学式移相器包括液晶片、相位纲片和光纤等。
通过改变光的传播路径和光程差，可以控制光的相位延迟，从而实现相位调控。
3.3 液体式移相器液体式移相器利用液体在电场或磁场作用下的介电常数变化来实现相位调控。
常见的液体式移相器包括电浆、液晶和电液喷墨等。
通过改变液体的介电常数，可以改变信号在液体中的传播速度和相位延迟，从而实现相位调控。
3.4 声学式移相器声学式移相器利用声学元件的声速和声程差来实现相位调控。
常见的声学式移相器包括机电陶瓷、压电材料和声波晶体等。
通过改变声学元件中声波的传播速度和声程差，可以实现声波的相位调控。
四、天线介质移相器的工作原理天线介质移相器的工作原理与其分类密切相关。
以电子式移相器为例，其工作原理如下：1.通过调节可变电容器的电容值，改变电路中的电感和电容比值，从而改变电信号的相位延迟。
可变电容器可以通过机电、电浆、液晶等不同方式实现。
2.通过调节可变电感器的电感值，改变电路中的电感和电阻比值，从而改变电信号的相位延迟。
液晶可变延迟器研制及其电控相位延迟测量
液晶可变延迟器研制及其电控相位延迟测量江继军;张大勇;李剑峰【摘要】为了获取线性易控的可变延迟器,研制了基于SLC-7607A平行向列相液晶的可变延迟器.简要阐述了液晶可变延迟器工作原理和研制工艺过程,采用基于Stokes参量的可变延迟器的相位延迟测量新方法,在入射光波长为632.8nm时,测出了可变延迟器的相位延迟与控制电压关系特征曲线,测量结果具有很好的重复性.结果表明,电压在1V ～2.7V区间,可变延迟器具有线性易控的特点,并拟合出它们的线性关系式.该实验结果对液晶可变延迟器的研制、测量和使用都具有一定的参考价值.%In order to get linearly-controlled variable retarder, a liquid crystal variable retarder (LCVR) was developed based on SLC-7607A parallel nematic liquid crystal. Its operating principle and technology was described. New method measuring retardation of the variable retarder based on Stokes parameters was put forward, and the characteristic curve describing relationship of retardation and voltage was well reproducibly drawn. Experimental result indicates that retardation is inversely proportional to the applied voltage ranging from IV to 2. 7V, and the fitted linear relation is achieved. The obtained result attributes to the development, measurement and application of LCVRs.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2011(035)005【总页数】4页(P652-655)【关键词】光学器件;液晶;可变延迟器;斯托克斯参量;线性【作者】江继军;张大勇;李剑峰【作者单位】中国工程物理研究院流体物理研究所,绵阳621900;中国工程物理研究院流体物理研究所,绵阳621900;中国工程物理研究院流体物理研究所,绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】O753+.2引言液晶是具有晶体各向异性性质的液态物质，分子的排列不像晶体结构那样牢固，易受电场、磁场等外部条件作用而重新排列，这导致液晶具有电控双折射特性，尤其是向列相液晶，这种特性表现得尤为突出。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本科生毕业设计
中英文翻译
学生姓名郑立阳
专业光电子技术与科学学号0713103
指导教师孙敬姝
分院光电科学分院
2011年6月
液晶相位可变延迟器在极化电子碰撞
摘要：液晶相位可变延迟器（liquid crystal variable retarders, LCVR）的快慢轴之间的相位差随两端所加的电压连续可调，通过调节电压可以实现对入射光偏振度、偏振方向的操控.文中第2,3部分介绍了LVCR在特定波长不同延迟相位的标定方法及标定结果，第4,5部分介绍了利用LVCR测量Stokes参数的原理及方法。
关键词：液晶相位可变延迟器（LCVR）相位延迟 Stokes参数极化
引言
极化电子原子散射实验是20世纪70年代在传统电子动量谱学实验的基础上发展起来的一种实验方法，主要通过分析靶原子退激发光的Stokes参数研究原子的精细结构，整个实验包括极化电子的产生、传输及与靶原子的散射，在极化电子束的产生和靶原子退激发光Stokes参数的测量中，需要应用LCVR或1/4波片，但是应用LCVR可减少波片的更换与机械转动次数，可以方便实验操作和简化实验结构的设计.
1. 液晶相位可变延迟器
液晶相位可变延迟器(liquid crystal variable retarders, LCVR)是一种实时、连续可调的、由双折射液晶材料制成的波片，其结构与实物图见图1和图2.波片中的长条型液晶分子的长轴在自然状态下互相平行，将这个方向定义为LCVR的非常轴（慢轴，S轴），与之垂直的轴定义为寻常轴（快轴，F轴），快轴和慢轴均平行于波片表面.在波片两面加上交流的电压，液晶分子便向着电场的方向转动，这样双折射材料的折射度将改变，从而使通过LCVR的光线平行于慢轴的电矢量延迟不同的相位，这个相位的延迟值随电压幅值呈平滑关系，所以在一定范围内可以输出任意的相位延迟.
我们使用的这种波片是将向列型液晶放置在特殊衬底上制成的，向列型液晶是各向异性的分子，它们可以形成单轴双折射层.LCVR在工作中，其F轴是不被调制的，只有S轴被调制.
2. 标定LCVR电压
对于特定的波长，LCVR有4个电压分别对应λ/4，λ/2，3λ/4和λ的延迟，标定LCVR，就是找到这4个特殊电压值.
如图3所示，使激光水平出射，并垂直于偏振片，偏振片的偏振方向为竖直方向.LCVR放在水平的平台，保证F轴，S轴与偏振片偏振方向成45度 .出射光垂直入射到旋转检偏器.用计算机控制LCVR工作电压，使电压在20V至0V范围内调节，使延迟由最小开始增大.旋转检偏器输出信号的波形随着LCVR出射光的偏振态的改变而改变.输出波形的峰－峰值第一次出现极小值时对应LCVR延迟
为λ/4（左旋圆偏振），第一次出现极大值时对应LCVR延迟为λ/2（水平线偏振），第二次出现极小值时对应LCVR延迟为3λ/4（右旋圆偏振），第二次出现极大值时对应LCVR延迟为1λ（竖直线偏振），依次类推.
LCVR对温度的依赖比较明显，延迟随着温度上升而下降（大约为-0.4%/℃），因此标定应在同一温度下进行，本文的标定温度为25℃.
表1和表2是分别对780nm激光和从单色仪出射的495.7nm的谱线的标定结果.
3.使用LCVR产生可控自旋方向的极化电子束
极化电子束可以用正负圆偏振光激发GaAs晶片来产生［1］，图5是极化电子产生示意图，用正圆偏振光可以激发自旋向上的电子，用负圆偏振光可以激发自旋向下的电子.
用1/4波片产生的正负圆偏振光时，需要通过1/4波片的机械的转动交换快慢轴的取向来实现，其精度依赖于机械转动结构的设计，利用LCVR则只需调节电压使其延迟λ/4或3λ/4来控制圆偏振光的螺旋性，从而控制电子束的自旋方向，并且LCVR响应时间在毫秒量级，这使得瞬时反转自旋方向成为可能.
图5 入射光圆偏振态与激发电子束的自旋方向
(偏振片p的箭头方向为偏振片的偏振方向，F和S的箭头方向分别表示LVCR 的快轴及慢轴的方向)
4. 用LCVR代替1/4波片来测量Stokes参量
Stokes参数可以完备地描述偏振光的特性［9］，相对Stokes参数
P1=(I(0)-I(90))/ (I(0)+I(90))，P2=(I(45)-I(135))/ (I(45)+I(135))，
P3=(I(σ-)-I(σ+))/ (I(σ-)+I(σ+))，其中I为光强度，括号内的数字表示偏振方向与电子入射方向的夹角度，σ+，σ-分别表示正负圆偏振光.在这类实验中，P1与电子的初始极化度无关，P2与电子的自旋轨道相互作用有关，P3除了与电子的自旋轨道相互作用有关外，还与散射过程中的电子交换作用有关.
具体测量方法见图6，其中α为偏振片偏振方向与z轴（电子运动方向）的夹角，β为1/4波片（或LCVR）的快轴与z轴的夹角，δ=Δn•d/λ 是延迟片的延迟(对于1/4波片,δ=90°;对于LCVR,δ可调).光子通过相位延迟片和线偏振片后的光强为［10］
I(α,β,δ)={1+P1［cos2(α-β)cos2β-sin2(α-β)sin2βcosδ］ +P2
［cos2(α-β)sin2β+sin2(α-β)cos2βcosδ］ +P3［sin2(α-β)sinδ］}I/2,（1） 其中P1，P2，P3为相对Stokes参量.
在（1）式中，令α=0°，β=135°,则
I(δ)=(1+P1cosδ+P3sinδ)I/2.（2）
当δ=π/2,-π/2和当δ=0,π时，分别有：
P3=I(δ=π/2)-I(δ=-π/2)I(δ=π/2)+I(δ=-π/2);（3）
P1=I(δ=0)-I(δ=π)I(δ=0)+I(δ=π).（4）
令（1）式中的α=135°，β=90°,同样延迟δ=0和π,则有
P2=I(δ=π)-I(δ=0)I(δ=π)+I(δ=0).（5）
实验上，首先使偏振片与z轴的夹角α=0°，且LCVR的快轴与z轴夹角
β=135° ，改变LCVR的控制电压，使LCVR依次工作在原子受激辐射光的波长的λ/4、3λ/4(即-λ/4)、1λ(即δ=0°)、λ/2处，便可根据（3）式和（4）式得到P3，P1.旋转偏振片到α=135°，旋转LCVR到β=90°，使LCVR工作在1λ(即δ=0°)、λ/2处,便可根据（5）式得到P2.
用LCVR代替1/4波片来测量Stokes参量，可以大大降低旋转各种波片的次数，并且在测量多组波长参数时无须更换不同波长的1/4波片，这样就使Stokes 参量的测量可以适当地变得简单、快速、准确.
5. 结束语
用LCVR代替1/4波片，主要应用在极化电子碰撞实验中极化电子束的产生和极化电子原子碰撞后退激发光的stokes参数测量这两部分.使用LCVR减少了波片的机械旋转，且LCVR有较快的响应时间，这都有助于提高实验的精度.在涉及到需要多组适应不同波长的1/4波片,或需要多次改变圆偏振光螺旋性以及其他有关光相位的延迟实验时，LCVR都可以作为一种可选择的器件.在接下来的实验中,极化电子束的激发仍用780nm的激光，并就Ne495.7nm和Ne453.8nm的谱线,测量极化电子原子碰撞中的自旋相关效应，已对780nm和495.7nm的谱线用LCVR做了标定，还需要进一步确定LCVR在453.8nm处λ/4、λ/2、3λ/4和λ延迟所对应的电压值.
参考文献
［1］丁海兵. 极化电子碰撞谱仪的研制及氦原子积分Stokes参量实验研究(清华大学: 物理系博士论文), 2005 ［Ding H B. Design and Construction of Spin-polarized Electron Collision Apparatus and Study on Helium Integrated Stokes Parameters(a doctoral thesis). Tsinghua University: Department of Physics, 2005( in Chinese)］
［2］Liquid Cr ystal products’ h andbook, www.
［3］Juan M Bueno. Polarimetry using liquid-crystal variable retarders: theory and calibration. J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 2000(2):216.
［4］丁海兵, 庞文宁, 刘义保等. 物理学报, 2005, 54：4097［Ding H B, Pang W N, Liu Y B et al. Acta Physica Sinica, 2005, 54：4097( in Chinese)］ ［5］Furst J E, Yu D H, Hayes P A et al. Rev. Sci. Instrum., 1996, 67:3813 ［6］Pierce D T, Celotta P J, Wang G C et al. Rev. Sci. Instrum, 1980, 51:478 ［7］ Ding H B, Pang W N, Liu Y B. Chin. Phys. Lett., 2005, 22: 2546 ［8］ Ding H B, Pang W N, Liu Y B et al. Chinese Physics, 2005, 14:2440 ［9］ Karl Blum. Density Matrix Theory and Applications. New York and London: Plenum Press, 1981, 30—35
［10］Wedding A B, Mikosza A G, Williams J F et al. J. Opt. Soc. Am. A, 1991, 8:1729。