Implementação de aparato para medição de estado de polarização via formalismo de stokes-mueller
In this project, we present the setup and the implementation of a laboratory practice used to measure and analyze the polarization state of an arbitrary light beam. Backgrounded by the polarization Stokes parameters and Mueller matrices formalisms, it can be effectively implemented under the perspec...
| Autor principal: | LIMA, Ruan Lucas Sousa |
|---|---|
| Grau: | Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação |
| Publicado em: |
2024
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| Acesso em linha: |
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oai:https:--bdm.ufpa.br:8443:prefix-65752024-02-16T14:37:22Z Implementação de aparato para medição de estado de polarização via formalismo de stokes-mueller LIMA, Ruan Lucas Sousa BARBOSA NETO, Newton Martins http://lattes.cnpq.br/3177694073540758 https://orcid.org/0000-0001-9082-5433 Óptica Instrumentação Polarização Parâmetros de stokes Anisotropia Optics Instrumentation Polarization Stokes Parameters Anisotropy CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA In this project, we present the setup and the implementation of a laboratory practice used to measure and analyze the polarization state of an arbitrary light beam. Backgrounded by the polarization Stokes parameters and Mueller matrices formalisms, it can be effectively implemented under the perspective of two main university principles: Teaching and Research. In the first, because this methodology yields a great resource for teaching more advanced concepts in optics; and in the second, since this technique, being expanded, may be applied in the spectroscopic investigation of phenomena regarding preferential directions; i.e., anisotropic phenomena. This work then establishes the very first step towards the analysis of this phenomenology in real samples of interest for the material science community, either through fluorescent emission or transmission analysis, both in solid (thin films) and liquids (solutions). For that, we prompted different polarization states using a homemade simulator, and then analyzed them according to the rotatable QuarterWave plate technique shown here. It says that the transmitted light signal through the wave plate followed by a linear polarizer is modulated as a harmonic superposition of a polarization state basis. In our experiments, we have created the basis states using other polarizers, and analyzed them at the wavelength in which the wave plate has retardance of a quarter wave (or 90º). With this procedure, we have shown the technique works correctly for the determination of the basis states, as well as for mixed states, where the experimental signal may be interpreted as a superposition of portions of that basis states. Finally, we have looked over the experimental results phenomenologically, so the physics of how the technique works could be clarified; given the theoretical background. Neste trabalho, apresentamos a montagem e teste de uma prática de laboratório utilizada para medição e análise do estado de polarização um feixe de luz arbitrário. Baseada nos formalismos dos parâmetros Stokes para polarização e das matrizes de Mueller, esta pode ser efetivamente implementada sob a perspectiva de dois grandes eixos da Universidade: Ensino e Pesquisa. No primeiro, pois a metodologia utilizada fornece um excelente recurso no ensino de conceitos mais avançados em cursos de Óptica Física; e no segundo, uma vez que a técnica, sendo adaptada, pode ser utilizada para investigação espectroscópica de fenômenos relacionados a direções preferenciais, ou seja, anisotrópicos. Este trabalho estabelece o primeiro passo na análise de tal fenomenologia em amostras materiais de interesse da comunidade de ciências dos materiais, seja na análise de emissão fluorescente ou de luz transmitida; tanto em sólidos (filmes finos) quanto em líquidos (soluções). Para isso, geramos diferentes estados de polarização da luz controladamente, através da construção de um simulador de polarização, e os estados foram analisados segundo a técnica da lâmina de quarto-de-onda rotatória aqui mostrada. Esta estabelece que o sinal transmitido pela lâmina rotatória seguida de um polarizador linear é modulado segundo uma superposição harmônica de uma base de estados de polarização. Em nossos experimentos, produzimos os estados que formam esta base utilizando outros polarizadores, e os analisamos no comprimento de onda para o qual a lâmina de onda tem retardância de um quarto de onda; em 445 nm. Dessa forma, mostramos que a técnica funciona correta e satisfatoriamente para determinação dos estados da base, e de estados mistos, onde o sinal pode ser entendido como uma superposição de porções de tais estados. Por fim, analisamos os resultados experimentais fenomenologicamente, de forma a esclarecer a física de como a técnica funciona; dada a fundamentação teórica estabelecida. 2024-01-26T12:15:43Z 2024-01-26T12:15:43Z 2019-12-16 Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação LIMA, Ruan Lucas Sousa. Implementação de aparato para medição de estado de polarização via formalismo de stokes-mueller. Orientador: Newton Martins Barbosa Neto. 2019. 62 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Física) – Faculdade de Física, Instituto de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Federal do Pará, Belém, 2019. Disponível em:https://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/6575. Acesso em:. https://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/6575 Acesso Aberto |
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Biblioteca Digital de Monografias - UFPA |
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In this project, we present the setup and the implementation of a laboratory practice used to measure and analyze the polarization state of an arbitrary light beam. Backgrounded by the polarization Stokes parameters and Mueller matrices formalisms, it can be effectively implemented under the perspective of two main university principles: Teaching and Research. In the first, because this methodology yields a great resource for teaching more advanced concepts in optics; and in the second, since this technique, being expanded, may be applied in the spectroscopic investigation of phenomena regarding preferential directions; i.e., anisotropic phenomena. This work then establishes the very first step towards the analysis of this phenomenology in real samples of interest for the material science community, either through fluorescent emission or transmission analysis, both in solid (thin films) and liquids (solutions). For that, we prompted different polarization states using a homemade simulator, and then analyzed them according to the rotatable QuarterWave plate technique shown here. It says that the transmitted light signal through the wave plate followed by a linear polarizer is modulated as a harmonic superposition of a polarization state basis. In our experiments, we have created the basis states using other polarizers, and analyzed them at the wavelength in which the wave plate has retardance of a quarter wave (or 90º). With this procedure, we have shown the technique works correctly for the determination of the basis states, as well as for mixed states, where the experimental signal may be interpreted as a superposition of portions of that basis states. Finally, we have looked over the experimental results phenomenologically, so the physics of how the technique works could be clarified; given the theoretical background. |
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