旋光晶体中圆偏振光折射率与波长的关系探讨

从旋光理论出发,得出了晶体中左、右旋圆偏振光折射率随波长的变化关系。结果表明,对石英来说,波长在500nm以内,左、右旋圆偏振光折射率下降很快;当波长大于500nm后,左、右旋圆偏振光折射率下降比较平缓;当波长大于2000nm后,左、右旋圆偏振光折射率差趋近于0。     

基于旋光效应的FBG传感解调方法

阐述了利用石英晶体旋光效应实现FBG传感系统的解调原理,理论分析了石英晶体的旋光率与波长之间的变化关系。结果表明,旋光率随波长的增加逐渐减小,在834~841nm范围内近似呈线性变化。设计了双光路检测系统,对石英晶体的旋光率与波长之间的响应关系进行了验证,实验结果与理论分析一致。     

常温下石英旋光晶体透射谱线的测试分析

为了研究常温状态下石英旋光晶体透射谱线,根据石英旋光晶体透射比的理论分析,采用UV-3101PC分光光度计实际测试,得到了300nm～1500nm波长范围特定厚度石英旋光晶体的连续透射谱线,并对所得谱线与理论结果进行了对比分析。结果表明,400nm以内由于石英晶体吸收比较明显,从而峰值透射比低于50%,由于旋光率随波长变化率很大,谱线周期很小;400nm～800nm之间峰值透射比60%,透射谱线的周期性及峰值个数受晶体厚度影响明显;波长大于1000nm时,由于旋光率随波长变化率很小从而谱线周期很大,并且谱线不规则,与石英材料波长选择吸收有关。     

一种新型的圆偏振光分束器的设计及分析

对两种旋向相反却又各向同性的旋光晶体进行组合,可以获得一种新型的圆偏振光分束器。本文计算了波长为300nm-800nm的偏振光通过此类器件后产生的左右旋圆偏振光的分离角,并对其相关的性能进行了分析。计算结果表明:对于两块晶体所组成的器件,左右旋圆偏振光之间分离的最大角度超过0.2°。此类器件的特点是由各向同性的旋光晶体构成,光在其内部传输时,具有的圆偏振状态不会因传输方向而变,经过器件后的左右旋圆偏振光都是严格的圆偏振光。     

高效率倍频Nd:YAG激光器

Nd:YAG输出波长1.064微米的二次谐波能用CD~*A和KD~*P两种晶体产生。当晶体在基波和二次谐波的折射率相等时——也即称为“相位匹配”条件时,效率接近50％。对于Ⅰ型倍频过程来说,当基波的寻常光的折射率等于二次谐波非常光的折射率时,能满足这个条件。对Ⅱ型倍频来说,必要的条件是:二次谐波非常光的折射率须等于基波的非常光和寻常光折射率两者的平均值。CD~*A的相位匹配能经过Ⅰ型过程在θ_m=90°将晶体温度提高到约100℃来实现,决定于该晶体含氘水合物量。一个长21毫米的CD~*A晶体相对效率曲线的温度宽度是3.25℃(半最大值时全宽)。90°相位匹配允许在入射光发射度比衍射极限大一个数量级的情况下有高效率的倍频,而不致引进由于双折射引起的离散。本文介绍的数据表明:倍频效率为晶体长度和入射平均功率密度的函数,包括考虑到效率和平均功率饱和。KD~*PⅢ型在室温下在θ_m=53°36′相位匹配。在这种情况下,为了得到高效率的倍频,入射基波光束的发散度必须接近衍射极限。按正常轴旋转,一块25毫米长的晶体角半宽度是1毫弧度。与CD~*A比较,采用KD~*P是优越的,因为它容易得到,破坏阈值高,在室温下有高的饱和度和有效性。脉冲能量为3焦耳,重复率为10次/秒Nd:YAG脉冲激光器,波长0.532微米的激光功率已达到10.5瓦。     

温度不敏感型石英光滤波器的研究

为了解决石英光滤波输出随温度敏感的问题,利用温度的变化对石英双折射率和旋光率具有相反变化趋势的原理,提出了一种由石英双折射滤波器和石英旋光滤波器组合而成的新型温度不敏感型的滤波器,采用数值分析和实验研究的方法研究了温度对该新型石英滤波器透射中心波长的影响。结果表明,该新型石英滤波器在一定温度范围内是不灵敏的。这为石英滤波波长温度不敏感的应用提供了一种自适应温度补偿的方法。     

任意形状高相对折射率粒子的弹性光散射近似理论

提出一种类似瑞利-金斯理论的近似方法,解决任意形状、相对折射率较大、粒子线度不大于入射光波长很多的粒子的弹性光散射问题。得出的解析结果相当简洁,有较大的实用     

环形腔内光场偏振态的统计研究

为了改善四频差动激光陀螺环形腔内光束的传输质量,基于差分损耗理论,结合数理统计方法,研究了石英晶体光轴失配角和旋光角变化对环形腔内左、右旋光场偏振态的影响,分别探究了差分损耗在各自集合内均方根、取值范围和方差的变化规律。结果表明:为了达到理想的左、右旋对称性偏振光和稳定的腔结构,光轴失配角需接近0°,旋光角也只能在90°附近波动。差分损耗统计参量的不同限定值也为激光陀螺腔结构稳定性的定量描述提供了依据。     

光波在纯水中的色散特性理论计算结果比较

Sellmeier色散公式和扩展的Lorentz-Lorenz色散函数表达式是两种常用的描述不同温度条件下物质折射率与入射光波长的变化关系式。为了探讨两者在计算光在水中色散问题的区别,运用两种不同的计算模型,在400 ~1100 nm波长范围内,四种不同温度下,分别模拟了蒸馏水中折射率、群折射率、群速度色散及三阶色散随光波长的变化曲线,同时分析了由此两种不同理论计算模型给出的主要计算结果之间的差异。结果显示,尽管由两种关系式计算得出的蒸馏水的折射率和群折射率基本相同,但群速度色散和三阶色散的结果却存在很大的差别。     

对内腔拉曼黄光激光器谱线提取的石英晶体旋光滤波器

针对内腔拉曼黄光激光器谱线中存在拉曼激光的实际情况,依据石英晶体的旋光色散特性,利用石英晶体和起偏棱镜的组合,设计了一种用于内腔拉曼黄光激光器590 nm谱线提取的石英晶体旋光滤波器.利用Müller矩阵和Stokes参量对旋光滤波器的滤波设计原理进行了分析;以内腔拉曼黄光激光器作为光源,利用AQ-6315A型光谱仪对旋光滤波器的滤波效果进行了测试.测试结果表明,滤波后出射光中已显示不出波长1180 nm激光的存在,从而保证了倍频激光590 nm的纯度.这种旋光滤波器体积较小,且不改变光的原传播方向,是一种适用于倍频激光的滤波器.     

Left-handed and right-handed rotation double function circular polarizer

In order to gain circularly polarized light of left-handed and right-handed rotation by using a fixed device, a left-handed and right-handed rotation double function circular polarizer is designed with two λ/4 retarders and one polarizer, and its operating principle is analysed by matrix optical means. The result indicates that when the monochromatic light enters this circular polarizer in the positive direction and the negative direction,the emergent light should be circularly polarized light, of left-handed and right-handed rotation respectively. The testing system has been established to verify the above results.     

电磁波在正、负折射率媒质形成斐波那契准晶中的传输特性

利用传输矩阵方法研究了光在由正、负折射率介质构成的FC（N）准晶链排列的多层介质膜中传播时的电磁波透射谱性质。结果表明由于负折射率媒质的存在，电磁波透射谱得到了明显的改善，特别是透射谱的禁带宽度明显加宽。     

电磁波在正、负折射率媒质形成斐波那契准晶中的传输特性

利用传输矩阵方法研究了光在由正、负折射率介质构成的FC(N)准晶链排列的多层介质膜中传播时的电磁波透射谱性质。结果表明由于负折射率媒质的存在,电磁波透射谱得到了明显的改善,特别是透射谱的禁带宽度明显加宽。     

椭圆偏振光在各向异性1维光子晶体中的传输

为了解决利用传统传输矩阵法计算在各向异性材料结构中任意极化态电磁波传播遇到的困难,设计含磁光材料缺陷层的1维光子晶体。通过把入射电磁波按左旋圆偏振和右旋圆偏振进行正交分解的方法,推导出适合各向异性材料和任意极化态入射电磁波的传输矩阵算法。结果表明,该算法可以确定1维层状结构透射波和反射波偏振态的变化。     

Implementation of a Microstrip Square Planar $N$-Way Metamaterial Power Divider

This paper describes a compact square-shaped 20-way metamaterial power divider implemented in microstrip technology and lumped capacitors and inductors. The divider comprises 12 square tiles exhibiting left-handed behavior and 13 square tiles exhibiting right-handed behavior arranged in a checkerboard tessellation (or mosaic). The divider relies upon the infinite wavelength phenomena in two dimensions and this requires the left-handed tiles have an insertion phase between any two of its sides equal to, but with opposite sign, of that of the right-handed tiles. To achieve tessellation, both tile types must be the same size. The design method is based upon an analytic formulation, and was applied to the realization of a 20-way power divider operating at 1 GHz that uses surface-mount lumped components. The resulting divider was 50 mm by 50 mm. Over a 10% bandwidth, the measured insertion loss was less than 1.3 dB, the measured couplings track within plusmn1 dB and plusmn6deg , and the measured input port return loss and isolation was greater than 20 dB. This level of isolation was achieved without isolation resistors. Equal in-phase power division to output ports on the square-shaped periphery allows compact integration with other planar circuit modules in a combined amplifier. The design method can be extended to N-way power division where N is an odd integer multiple of 4.     

不同激光脉冲作用下ZnS晶体非线性光学特性

用Z-scan技术在532 nm的皮秒激光脉冲和800 nm飞秒激光脉冲作用下分别研究了ZnS晶体的非线性吸收及非线性折射特性。实验结果表明,ZnS晶体在532 nm的皮秒激光脉冲作用下非线性吸收为双光子吸收,其非线性吸收系数为5.310-11 m/W,在800 nm的飞秒激光脉冲作用下非线性吸收为三光子吸收,非线性吸收系数为0.5910-21 m2/W2;在532 nm皮秒激光脉冲作用下,ZnS晶体的非线性折射率符号为负,自由载流子产生的非线性折射率的改变占主导,而800 nm飞秒激光脉冲作用下,ZnS晶体的非线性折射率符号为正,束缚电子产生的非线性折射率的改变为主要因素。     

基于软质放电管的等离子体线型天线

用等离子体代替金属制作天线进行信号发射与接收,其应用范围十分广泛,但常规等离子体天线采用硬质玻璃管或石英管构建,易受损且难以改变形状。文中提出采用常用软质真空管结合气体放电,激励电源、馈电、屏蔽、耦合装置等构建等离子体线天线。改变放电功率和天线形状,可使天线的通信频带范围从100 MHz 调节到300 MHz,3 dB 增益带宽最大达100 MHz以上,与相同形状的常规等离子体天线相比,性能相差不大。同时,该天线不仅可以实现阻抗、方向性的动态重构,也能够满足左旋圆极化、右旋圆极化转化的需求。该研究可以为实现与优化可重构等离子体天线、以及在航空、航海等军民融合领域的应用做参考。