金属-电介质复合材料中非局域效应诱导的偏振分光器（英文）

基于具有强非局域效应的金属-电介质多层膜结构提出了三种偏振分光器.当多层膜结构的平均介电常数为零时,横电偏振电磁波对应的等频率曲线为一很小的圆,而横磁偏振电磁波对应的等频率曲线则为两支抛物线,这是由表面等离激元诱导的非局域效应引起的.利用该多层膜结构在不同偏振电磁波下等频率曲线表现出巨大差异这一特性,提出了三种偏振分光器,其中包含厚度远小于波长的超薄偏振分光器.这些结果有望在偏振选择吸收体以及集成光子器件中有潜在应用.     

亚波长光栅与法布里-珀罗滤光片集成的高性能光谱偏振分光器

光谱偏振成像技术是一种新型的光学成像技术,它不仅提高了目标的信息获取量,还降低了背景噪声,可以捕获目标细节,检测伪装目标。本文提出了一种将亚波长光栅与F-P滤光片相结合的光谱偏振测量器件,该器件可以获得超高光谱分辨率和偏振消光比,并且光谱和偏振可以灵活调控。本文设计了一种光谱偏振同时分光器,可同时获得4个光谱通道的斯托克斯参数。仿真结果表明,其光谱分辨率为217,偏振消光比为。实验结果表明,亚波长光栅的偏振消光比大于500,透射率为90%。全介质F-P滤光片的光谱分辨率为30,在长波红外波段的透射率为60%。该设计方法具有通用性,可用于可见光、红外甚至太赫兹等波段。得益于这些优点,器件在微型偏振光谱仪和全斯托克斯偏振检测等领域有很大的应用潜力。     

受抑全内反射的偏振分光器

概述了薄膜偏振分光器的研究现状及其主要特点,对不同于MacNeille设计原理的受抑全内反射偏振分光器进行了研究,这种偏振分光器基于受抑全内反射和薄膜干涉原理,当入射角大于临界角时,在宽波段宽角度范围内反射P偏振光,透射S偏振光。重点分析这种偏振分光器的设计原理,设计了波长范围为420￣680 nm、空气中的入射角范围为±10°、膜系的消光比为TS/TP≥1000的用于背投系统的薄膜偏振分光器。     

基于近零折射率材料准直和分光器件的设计

由于零折射率介质对于自由空间来说具有零相移和阻抗匹配的特性,因而可以用来控制电磁辐射模式。设计了新型的准直和分光器件结构,该器件建立在近零折射率材料基础上。该结构能实现将散射光转化成准直光束及分光的功能,分光束数、光束宽度和光束方向可以精确控制。仿真结果表明设计的结构具有完美的性能。     

金属包层型平面光波导偏振器和在线单模光纤偏振器的理论和实验研究

改进了Ｙ．Ｙａｍａｍｏｔｏ提出的多层平面介质波导理论方法，并将改进后的方法应用于金属包层型平面介质波导偏振器和在线单模光纤偏振器，进行了理论和实验研究．     

非偏振分光棱镜的偏振敏感度测量

非偏振分光棱镜(NPBS)的偏振相关性会对外差干涉仪、偏振干涉仪和激光干涉仪等干涉系统的非线性误差、偏振误差和测量精度等带来不可忽视的影响。首先对NPBS偏振敏感度的4个特征参数的测量原理进行介绍,接着基于NPBS偏振敏感度测量系统进行一系列实验并对实验结果进行分析。NPBS的s光与p光分量的透射比和反射比基于圆偏振光入射并同步测量透/反射光中s、p偏振方向的强度来实现,以抑制光源抖动及光电探测器响应不一致性对测量结果的影响。在相位偏振敏感度测量方面,基于偏振测量系统对透/反射光的斯托克斯分量S₂、S₃进行测量,获得NPBS的s光与p光的透/反射相位差。3个NPBS样品的重复性测试实验结果表明：上述非偏振分光棱镜的偏振敏感度测量方法对NPBS透射比和反射比的测量精度(最大偏差与测量平均值之比)为-0.08%～+0.08%,重复性优于0.1%,对NPBS透射相位差和反射相位差的测量精度为-0.84%～+0.84%,测量重复性优于1%。对NPBS样品在不同入射波长和入射角度下的偏振敏感度进行了测量,结果显示：在1540～1560 nm范围内,被测...     

保偏光纤偏振器的介质—金属复合光学膜系

本文介绍了一种保偏光纤偏振器的复合光学膜系，该膜系由一层ＭｇＦ介质缓冲膜层和金属Ａｌ膜构成，理论分析和实验研究表明，该光学膜系能去保偏光纤中的ＴＭ模，完成起偏振作用。利用此光学膜系已制成发给优良，实用的保偏光纤偏振器，消光比〉４０ｄＢ，损耗〈０．５ｄＢ。     

基于狄拉克半金属宽带的可调谐太赫兹偏振器

提出了一种基于狄拉克半金属超材料的双开口环结构的宽带偏振器,研究了狄拉克半金属费米能级以及中间介质厚度对偏振转换性能的影响。结果表明:当中间介质厚度为22μm,费米能级为70meV时,在1.44THz和1.95THz两个谐振频率处,偏振转换效率为100%;当中间介质厚度为22μm时,随着狄拉克半金属费米能级从64meV增加到70meV,高低两个谐振峰均产生蓝移;当狄拉克半金属费米能级为70meV时,随着基底介质厚度从19μm增加到22μm,低频处的谐振峰未移动,高频率点处的谐振峰红移。     

基于金属包覆波导结构的偏振选择器的研究

把具有各向异性的耦合棱镜和具有电光效应的晶体材料引入到双面金属包覆波导结构中,让两种偏振态的TE和TM以相同的入射角入射,实现不同偏振光束的空间分离;同时通过电控改变波导的参数,进而实现输出光束偏振态的调谐。     

基于双层金属光栅的高消光比高透过率太赫兹偏振器

本文设计了一种基于双层金属亚波长光栅的太赫兹偏振器,其可以实现高透过率和良好消光比的特性.该偏振器是通过微加工技术在薄石英衬底的上下表面上制备而成的.实验和模拟结果均表明,双层金属光栅具有与单层金属光栅相近的透过率、更高的偏振度和更高的消光比.在0.3～2.0 THz的频率范围内,测量的透过率在83.4%到62.7%之间,偏振度大于99.7%,消光比大于29 dB.此外,设计的两种双层金属光栅偏振器件成功地应用于太赫兹时域光谱（TeraHertz Time Domain Spectroscopy,THz-TDS）系统中,获得了超过96.2%的偏振度和超过17.1 dB的消光比.通过调整金属亚波长光栅的参数（例如间距、线宽和金属膜厚度）,可以进一步提高透过率、偏振度和消光比等特性.     

微角分束偏光棱镜分束角的特性研究

为了了解微角分束偏光棱镜的分束特性,根据冰洲石晶体的光学性质以及光在棱镜入射与出射介面和棱镜中的传播方向,在光正入射的条件下,分析了棱镜的分束角随工作波长的变化关系; 在工作波长一定的条件下,分析了入射角对棱镜分束角大小的影响及规律; 设计了实验,对制作的棱镜样品进行了实验测试。结果表明,微角分束偏光棱镜的分束角随工作波长而变,且波长越短,分束角越大; 在棱镜的主截面内,入射角由-20°~20°变化时,分束角呈非线性由小变大。这一结果对于微角分束偏光棱镜的设计和使用具有实际价值。     

偏振调控全光开关的设计分析

给出了一种工作波长为1550nm,基于电光偏振调控的1×2全光开关的设计方法,该光开关由TE-TM模式转换器和偏振分束光栅构成.通过TE-TM模式转换器控制输出信号光的偏振态,由偏振分束光栅选择输出端口.所设计的全光开关两出射端口的串音分别低于-72dB和-33dB,可实现纳秒量级的开关速率,且串音小、结构简单,在全光...     

硅基片上偏振分束器研究进展

硅基集成光波导具有很高的折射率对比度,能将光场限制在纳米尺度,是制备结构紧凑、高效的纳米光子器件的关键。但是,高折射率对比度也会引起波导双折射效应。因此,几乎所有纳米光子器件都是偏振相关的。偏振分束器是偏振分集光子集成电路中克服硅纳米器件强偏振依赖性的重要组成部分,在片上相干通信、传感与环境检测等领域具有广阔的应用前景。目前报道的基于亚波长光栅波导结构的偏振分束器,工作带宽在200 nm以上,消光比也超过了20 dB。文章简述了各种类型偏振分束器的工作原理,对其尺寸、消光比、带宽等方面的性能进行了比较,分析了各类偏振分束器的优劣势,最后总结了其主要应用场景并展望了未来发展方向。     

改进型对称分束偏光棱镜

为了得到对称分束的偏光棱镜,采用了对常规渥拉斯顿棱镜进行改进的方法,即通过修正o光束的出射端面来实现对称分束.得到了o光束出射端面的修正角与棱镜的结构角之间的关系式.以632.8nm波长为例分析了o光束出射端面的修正角与棱镜的结构角之间的关系曲线和修正角与波长的关系曲线.结果表明,此种设计既可实现对称输出,并且具有设计简单,加工方便等特点.     

同时实现频率滤波和偏振分束的结构

通过设计由介质薄膜组成的二周期结构,在特定的入射条件下,利用特征矩阵的方法计算了TE光和TM光的透射率,发现该结构对TE光和TM光存在一系列分离的频率通道。这些分离的频率通道使该结构既可以用作频率滤波器,又可以用作偏振分束器。     

可调分束角棱镜对激光束的影响

基于三棱镜对激光束的扩束和角放大作用,分析了可调分束角偏光棱镜在不同入射角情况下对激光束的发散角和横截面的影响,所得结果对该类型偏光棱镜的使用有重要的参考意义.     

三维集成光分束器的研究进展

三维集成光分束器在保持二维集成光学器件的可靠性和结构稳定性的基础上,有效扩大了单个芯片上的通信信道数,增加了集成密度,缓和了二维平面结构输入输出困难等问题。文章对三维集成光分束器的研究进展进行了概述,详细介绍了已有的三维集成光分束器的结构及制作方法,并对其性能进行了比较。最后,展望了三维集成光分束器的应用前景。     

Wollaston式对称分束偏光棱镜

基于Wollaston棱镜的结构,给出了对称分束偏光棱镜的一种新的设计,即通过修正光束的出射端而来实现对称分束.给出了出射端面的修正角与棱镜的结构角之间的关系式.以632.8nm波长为例分析了出射端面的修正角与棱镜的结构角之间的关系曲线,并且分析了此修正角与波长的关系曲线.     

Practical MIMO aspects in dual polarization per beam mobile satellite broadcasting

Building upon a number of recent publications promoting the use of multiple‐input multiple‐output (MIMO) over dual polarization per beam mobile satellite broadcasting (MSB), the present paper sets MIMO well on its way for practical implementation in next‐generation MSB by analyzing critical aspects of this novel architecture. Specifically, it carries out a sensitivity analysis of various system parameters including how time interleaving, terminal antenna cross‐polarization discrimination and intrasytem interference impact MIMO performance. Next, the paper proposes a channel estimation approach compatible with the latest digital video broadcasting‐satellite to handheld (DVB‐SH) standard for MIMO land mobile satellite (LMS) channel estimation. Finally, the impact of non‐linear distortion on the most prominent space–time coding alternatives is investigated. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.