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申请/专利权人：华东师范大学

摘要：本发明公开一种演示光的波粒二象性的实验教学演示装置，包括激光器、偏振分束器、λ2波片、电光调制器、反射镜及探测器、光子计数器和脉冲计数器。其中，偏振分束器和λ2波片实现水平和垂直偏振光的分束和合束，电光调制器改变水平和垂直偏振光的相对相位，构成相位稳定的共路干涉系统。利用探测器获得强光下的稳定干涉条纹的同时，利用光子计数器和脉冲计数器进行光子计数。基于该演示装置，本发明还公开一种演示光的波粒二象性的实验教学演示方法。一方面，分别通过探测器和计数器获得干涉条纹和光子计数情况，分别验证光的波动性和粒子特性；一方面，记录不同累计次数下光子的统计分布情况，验证光同时具有波动性和粒子性。

主权项：1.一种演示光的波粒二象性的实验教学演示装置，其特征在于，包括：沿光路依次设置的相干光源、衰减片、第一偏振分束器、第一λ2波片、相位调制器、格兰棱镜、第二λ2波片、第二偏振分束器、探测器和脉冲计数器；所述第二偏振分束器的分束上还设置有光子计数器；其中，所述相干光源，其用于产生任意波长的单色的频率稳定相干光场；所述衰减片，其用于改变所述相干光源的光强大小，将光强降低至pW量级；所述第一偏振分束器，其用于输出上述相干光场的水平线偏振光；所述第一λ2波片，其用于调节所述水平线偏振光的偏振方向；当偏振方向与波片快轴的夹角为45°时，此时该水平线偏光视作水平偏振方向的线偏光与垂直偏振方向的线偏光按照1：1比例进行叠加，从而实现水平偏振方向的线偏光与垂直偏振方向的线偏光分束；所述相位调制器，其用于改变水平偏振光和垂直偏振光的相对相位；所述第二λ2波片，其用于调节所述相位调制器输出光的偏振方向；当偏振方向与波片快轴的夹角为45°时，所述相位调制器输出的水平偏振光和垂直偏振光均旋转45°，此时原水平偏振光和原垂直偏振光均在水平偏振方向和垂直偏振方向存在投影，且水平偏振方向和垂直偏振方向上均由两束具有相位差的光信号组成；所述第二偏振分束器，其用于分别实现所述第二λ2波片中水平偏振方向和垂直偏振方向上两束具有相位差的光信号的合束；所述格兰棱镜，其用于滤除水平方向的线偏振光或者垂直方向的偏振光；所述探测器，其用于将光信号转换为电信号，观察强光下的稳定干涉条纹；所述光子计数器，其用于将微弱光信号转换为电脉冲信号；所述脉冲计数器，其用于电压脉冲信号计数，观察光子的分布情况。

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