聚合物掺杂液晶中探测光偏振态控制衍射级变化

在聚合物掺杂液晶中使用正交线偏振光记录了特殊的一维光栅,这种光栅可以由探测光的偏振态控制衍射级的变化,当探测光为水平方向振动的线偏振光时,衍射级中只观察到零级和正一级衍射,无负一级衍射;当探测光为垂直方向振动的线偏振光时,衍射级中只观察到零级和负一级衍射,无正一级衍射,并且衍射级的偏振态与探测光的偏振态相互正交。最后运用琼斯矩阵从理论上解释了该实验现象。     

线-圆双偏振态光束抽运有机聚合物全光开关

为了有效降低偶氮苯聚合物薄膜全光开关信号的本底,提高全光开关信号的调制深度,利用线偏振光合成圆偏振光的原理,设计了一种新的线-圆双偏振态光束抽运光路。实验用532 nm光作为抽运光,632.8 nm的He-Ne激光作为探测光。532 nm的光先分为功率相等但偏振正交、相位差为π/2奇数倍的两束线偏振光,然后再合成一束抽运光。通过调制其中的一束来实现线偏振与圆偏振抽运光之间的转换,从而实现样品光致双折射的产生与擦除。以掺杂分散红1(DR1)的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(PMMA)为样品进行实验。结果表明,用此光路,样品全光开关信号的调制深度达到92%,远远高于传统的单一线偏振光束抽运光路的实验结果。     

径向偏振光纯度检测及偏振态分布特性评价

光束横截面内偏振态分布均匀性是影响径向偏振光光束质量及其实际应用的关键因素。通过PBS测量法、狭缝法和S波片法三种方法对径向偏振光偏振纯度进行测量和对比,分析了径向偏振光偏振态在横截面内分布均匀性。在PBS测量法和狭缝法测量径向偏振光过程中,给出了径向偏振光纯度表达式,分别测得径向偏振光纯度为93.4%和84.1%,并引入方差公式评价径向偏振光偏振态分布均匀特性。其中PBS测量法表达径向偏振光纯度更为准确,狭缝法可以通过比较不同区域偏振度更精确地反映径向偏振光偏振态分布特性。S波片法可以使用市场现有偏振分析仪间接测量径向偏振光纯度,更适应于测量径向偏振光在放大过程中偏振态变化情况。     

非等光强正交圆偏振光对液晶偏振光栅衍射特性的影响

在实际的制备过程中,不可避免地存在非等光强正交圆偏振光制备液晶偏振光栅的情况。为了探究这种情况对制备出的液晶偏振光栅的衍射特性有何影响,本文首次从理论上,利用琼斯矩阵法推导计算出该情况下液晶偏振光栅的衍射特性。首先,计算出两束非等光强正交圆偏振光叠加后的偏振态分布。其次,利用斯托克斯参数表征叠加光场对光控取向膜的折射率响应矩阵。最后,以该响应矩阵为基础,求得液晶偏振光栅的2×2琼斯矩阵。结果表明,非等光强正交圆偏光制备的液晶偏振光栅理论上可以实现0级和1级的光强分布同时受液晶盒盒厚和入射光偏振态的调制,实现0级或±1当中任意级次衍射效率可达100%。在非等光强正交圆偏振光情况下,制备出的液晶偏振光栅依然具有良好的光学特性。     

圆偏振光偏振复用激光通讯系统

提出了一种采用圆偏振光的偏振复用通讯系统。其基本设想是信号光在空间中以左 旋和右旋圆偏振光的形式进行传播,在接收端将这两种偏振光区分并分别接收。本文详细论证了在两个相对运动点之间采用圆偏振光实现偏振复用激光通讯的可行性。     

偏振光下向列相液晶(5CB∶C_(60))取向光折变特性的研究

通过实验研究了外加电场对C60掺杂的向列相液晶(5CB)的取向光折变特性及水平和竖直偏振光对样品二波耦合和自相位调制现象的影响。通过测量样品的增益系数和光束耦合率可以看出,在水平偏振光照射下两束透射光有较强的能量转移而在垂直偏振光照射时几乎观察不到明显的能量耦合现象。可见,液晶盒中的分子取向与光束的偏振方向有很强的依赖关系。     

偏振光下向列相液晶(5CB:C60)取向光折变特性的研究

通过实验研究了外加电场对C60掺杂的向列相液晶(5CB)的取向光折变特性及水平和竖直偏振光对样品二波耦合和自相位调制现象的影响。通过测量样品的增益系数和光束耦合率可以看出，在水平偏振光照射下两束透射光有较强的能量转移而在垂直偏振光照射时几乎观察不到明显的能量耦合现象。可见，液晶盒中的分子取向与光束的偏振方向有很强的依赖关系。     

多光束消偏振叠加对焦斑特性的影响

在惯性约束聚变(ICF)驱动器设计中,利用正交偏振板改变光束内部偏振态,实现靶面消相干叠加,以进一步改善靶面辐照均匀性。建立了正交偏振板的透过率函数,分别对单光束和多光束叠加两种情况下的焦斑偏振特性及均匀性进行数值模拟和分析。结果表明,利用正交偏振板能较好地实现光束消偏振叠加,焦斑在时间统计上表现为部分偏振光;采用正交偏振板互补组合方式时,消偏振效果随偏振板单元数的变化不敏感,因而可以选取单元数较少的正交偏振板,以降低对加工工艺的要求。     

光束会聚对光学偏振探测影响的分析

为了得到由于偏振成像系统自身的光束会聚现象导致仪器偏振测量产生误差的规律,采用空间偏振光束追击矩阵理论,对平行于光轴方向振动的透射光强对偏振测量精度的影响进行了理论分析.结果表明,偏振光束会聚导致实际测量的偏振度小于光束真实的偏振度;光束会聚程度越高,测量的偏振度与光束真实偏振度的误差越大;在光束会聚状态和偏振测量条件...     

计算机模拟光强与偏振非均匀性对全息干涉结构的影响

为进一步优化激光全息干涉实验中的光束参数,获得性质稳定、品质优良的光子结构,基于多光束干涉理论,以2束和3束线偏振光干涉为例,定量和定性模拟了光强与偏振的非均匀性对全息干涉结构的影响。结果表明,随着光束偏振角度差值和光强非均匀性的增大,衬比度呈现递减的趋势,且光束入射角越大,这种影响越小。三束光干涉中偏振和光强变化改变光束的波矢差,从而改变干涉格点形状和衬比度。为全息干涉实验中光强与偏振的控制和调谐提供了理论指导,可促进光学微结构的制备和优化。     

基于光源偏振补偿的硅基液晶激光三维显示光学引擎

基于光源偏振补偿硅基液晶(LCOS)光学引擎的激光三维(3D)显示系统对传统的LCOS光学引擎引起的偏振光损失进行了补偿,使经由照明系统进入光学引擎的不同偏振方向的激光全部参与成像,既可以实现激光3D立体显示,还提高了二维(2D)显示时的光能利用率。进行2D显示时,入射激光的s偏振光和p偏振光分别对应于不同LCOS同时成像,成像后的图像在屏幕上相互叠加,投影后图像的亮度约为未进行偏振补偿时的2倍。当输入3D视频信号时,正交偏振的p偏振光和s偏振光分别对应于左右眼图像同时成像,观看者配戴由正交偏振片制成的眼镜,可实现双像分离,实现激光3D显示。     

光束偏振对激光切割效率的影响

给出了三维激光切割理论。估计了用不同偏振方式所确定的切割效率，给出了平面平行偏振限制的物理因素。当板材厚度与切割宽度比较大时，用径向偏振光束与应用平面平行偏振以及圆偏振光束相比较，激光切割效率分别提高1.5至2倍。讨论了产生径向偏振光束的方法。     

双频氦-氖激光器

这是一种用于精密长度测量的小型氦-氖激光器。它的腔长为150～160毫米,并且只输出横向单模。沿着放电管方向加有轴向均匀磁场,磁场强度约300高斯。由于塞曼效应,输出光束包含一个左圆偏振光束和一个右圆偏振光束,它们在空间上完全重合,但频率略有差别。     

基于亚波长偏振光栅的空间光桥接器设计

为了研究自由空间的相干光探测,基于亚波长偏振光栅的衍射和偏振特性,提出了一种新的24的90空间光桥接器。该桥接器主要由一个亚波长偏振光栅、两个/2波片和两个偏振分束器构成。结果表明,通过亚波长偏振光栅将信号光束和本振光束进行空间光桥接,通过左旋和右旋圆偏振光在偏光分离时的相位性质实现所需的相位关系,避免了传统空间光桥接器中对分光元件的相位要求,易于实现稳定的相位输出,在空间激光相干探测系统中有潜在应用。     

正交级联液晶偏振光栅的收发分离结构设计

正交级联液晶偏振光栅可实现光束大范围偏转,在空间激光通信与激光雷达等领域具有广阔的应用前景,其大部分应用领域均需要同时发射激光与接收激光,如何解决发射光与接收光分离的问题尚未见报道。针对这一问题,文中根据1/4波片、1/2波片以及液晶偏振光栅理论推导了线偏振光源经过被动液晶偏振光栅层以及正交级联液晶偏振光栅后偏振态的变化,验证了出射光偏振态与光束偏转角度的可逆性。采用偏振分光棱镜、1/4波片、1/2波片、正交级联液晶偏振光栅等器件设计了一种可实现发射光与接收光偏转与分离的光学结构,构建了测试系统,最后通过测试结果证明了理论的正确性与结构的适用性。     

使用格兰-泰勒棱镜偏振耦合的1 kW大功率半导体激光器

大功率量子阱半导体激光器输出为线偏振光,而格兰-泰勒棱镜具有双折射性质,能将两种偏振方向相互垂直的光区分开.如果将格兰-泰勒棱镜反方向使用,则能将两个偏振方向的光耦合输出.使用两个中心波长808 nm,输出功率600 W的半导体激光堆栈,一个堆栈的输出光经过1/2波片后偏振方向旋转90°,另一个堆栈偏振方向保持不变,经过格兰-泰勒棱镜做偏振耦合后合成一束.分别经过快慢轴准直、聚焦和慢轴消球差后输出,其中聚焦镜f=100 mm.在工作电流130 A时,电光转换效率约为43%.使用UFF100激光光束质量诊断仪测量,焦斑呈矩形分布,焦斑面积为0.547 mm×5.0 mm,快轴光参积Kf=26.1 mm·mrad,最大输出功率1 kW,激光器系统工作稳定.     

偏振光斯托克斯参量的测量和应用

斯托克斯参量可全面描述光束的偏振态,分析了偏振光的斯托克斯参量的意义及其测量方法.通过测量纳米级薄膜样品的入射和反射偏振光的斯托克斯参量,求得椭偏参量Ψ和△,然后求得薄膜样品的厚度和折射率.实验表明,该方法适用于任何偏振态的入射和反射偏振光,测量系统构建较容易,测量结果与目前常用的椭偏消光法接近.     

基于少模光纤光栅的全光纤激光器产生轴对称偏振光束

轴对称矢量光束包含径向偏振和角向偏振,具有独特的强度和偏振分布,在表面等离子体激发、激光光镊和高分辨成像等领域有重要应用。光纤中的二阶本征模式TM01和TE01分别具有径向偏振和角向偏振的性质,可用于产生轴对称偏振光束。本文介绍基于少模光纤光栅的全光纤轴对称偏振光束的产生方法。     

耦合型微纳光纤偏振滤光器研究

微纳光纤偏振滤光器是光纤通信和传感系统的微型基本元件之一。利用超模耦合理论研究表明,当选择合适的耦合区长度和微纳光纤直径时,两平行紧贴微纳光纤构成的耦合器件可实现起偏效应,即将非偏振的输入光变为偏振光输出;理论设计分析给出了产生这种效应的几何参量值。实验研究了两根微纳光纤平行耦合时输出光偏振度(DOP)与耦合长度的关系,验证了起偏效应并制作了基于消逝场耦合的微纳光纤偏振滤光器。实验表明当微纳光纤偏振滤光器输入非偏振光时,在1545～1560nm波段耦合输出端光的偏振度达到了90%以上,实现了光束起偏;在此波段内某些波长的输出光消光比(LPER)可达到24dB以上,而其他波长处为椭圆偏振光或者圆偏振光,实现了分色起偏。此器件与检偏器组合可制成带通(阻)波长滤波器。     

基于FMFBG的全光纤轴对称偏振光束激光器

轴对称矢量光束包含径向偏振和角向偏振,具有独特的强度和偏振分布,在表面等离子体激发、激光光镊和高分辨成像等领域有重要应用。光纤中的二阶本征模式TM(01)和TE_(01)分别具有径向偏振和角向偏振性质,可用于产生轴对称偏振光束。介绍了基于少模光纤光栅(FMFBG)的全光纤轴对称偏振光束的产生方法。