布魯斯特角

在光學設計方面，本實驗因採用 P wave 與 S wave 兩種不同偏極態之光源產 生干涉，前代同步干涉儀在干涉方面可明顯發現其光強資訊落差十分大，對於干 涉實驗而言影響甚劇，其產生之原因為光源在光學平板中之反射與折射下，其角 度相當趨近於布魯斯特角，一旦反射角度靠近布魯斯特角其光強資訊將大量遺失 無法對其資訊進行判讀。

此情形下，解決辦法便是探討其個別偏極態的透射與反射資訊，所產生的光 強遺失情況來進行了解。方式為探討布魯斯特角(Brewster's angle)曲線之進行反 推，以達到 P wave 與 S wave 之光強均勻。下圖為布魯斯特曲線將產生之光源影 響。

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圖 3-26 角度與 P、S wave 之角度對照表

上圖為光源在各角度時的反射情形表示，在其指數越高時表示其反射能力越 佳、透射能力越差，反之，在其指數越低時表示其反射能力越弱、透射能力越佳，

而此情形也與本實驗的問題點相同，若以此下作為分析，相信可以解決光強不均 之問題。圖 3-27 為光源資訊在林介於布魯斯特角下下所產生之情況：

圖 3-27 鄰近布魯斯特角之影響

其光強分布明顯不均，在然而三象限與四象限光源處於穩定情形下，一象限 與二象限之光源明顯過曝，造成光強判讀上之困難；然而調整一、二象限光強後，

三四象限的光強將無法解析，如圖 3-28 所示。

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圖 3-28 布魯斯特角之影響

故如何，調整光強為所需要之強度為我們設計光學之首要關鍵。而新系統之 分光方式能有效避免布魯斯特角所造成之效應，在入射角與反射角之角度為 45 度角，在我們的光學架構下能夠有效遠離布魯斯特角並確保光強之穩定使光源對 比能更有效呈現出來。如圖 3-29 所示。

圖 3-29 調整後之干涉圖

如上面所說，布魯斯特角之產生時機係因為入射角度之影響所導致，如能提 前知道發生之角度並避免相信則能有效低克服並改善光強，在本系統之前身之所 以無法達到良好之對比，其原因係因為利用光學平板進行分光時，內部折射與反 射與外部反射之組合恰巧當接近布魯斯特角，故在 CCD 成像上僅有 S wave 能有 效呈現，P wave 則會因為布魯斯特角之特性使光強度趨近於零。故為能夠達到

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良好對比程度與光強度，本系統採用立體分光鏡來進行分光，其入射角度為 45 度角，相較其利用平板進行分光之入射角度約 56 度，其光強大約增高 3~5 倍之 多，能有效的提高光強對比符合我們需求。