拓宽复合式λ/2波片消色差范围的新设计

根据复合波片理论,利用同一波长650 nm的2个λ/4波片和1个λ/2波片组合成复合的λ/2波片,推导出复合波片延迟量随波长变化的理论曲线,从而证明复合的λ/2波片在550～790 nm的光谱范围内是消色差的;进而在给出的三元复合式消色差λ/2波片的设计基础上,提出了一种优化设计方案.理论证明,依据此方案,根据具体的使用要求,通过精确调整复合角度,可使波片的消色差范围在相同延迟偏差下拓宽80～100 nm,消色差精度也能得到相应的提高.     

基于激光频率分裂的波片位相差测量方法

应用激光频率分裂技术可以测量波片的位相延迟。将波片插入到激光谐振腔内,使激光纵模产生分裂,分别探测由同级和不同级分裂纵模产生的相邻两个频差,就可以求得波片的位相延迟。这种方法只需测量频差而不依赖于任何机械量的测量,并可以将位相延迟的测量溯源到激光的波长上。实验表明,该系统的测量分辨率可达0.003°,多次重复测量的偏差在0.05°以下,系统不确定度对于厚度1.5mm的石英晶体1/4波片约为1′。     

消色差λ/4波片

让某一波长的λ/4波片和λ/2波片的两快轴的夹角成60°,组成复合λ/4波片,则该复合片在该波长附近是消色差的.     

亚波长光栅用于实现宽光谱消色散1/4波片的研究

基于严格耦合波理论 ,分析了共振区域矩形位相光栅的衍射特性 :位相延迟与光栅周期、占空比、槽深的关系 ,并设计出在 40 0～ 80 0nm范围内的消色散 1/4波片光栅 ,可以实现较为平坦的衍射效率和位相延迟曲线 ,其中位相延迟可保持在 90°左右 ,最大偏差小于 9% ,达到甚至优于普通二元复合消色散波片。通过对加工及安装误差的讨论 ,得到了影响消色散波片光栅性能的主要加工误差是槽深误差和占空比误差。     

双激光波长1/4、1/2波片设计

为了使单晶片双折射晶体波片适用于两个激光 波长,根据双折射晶体相位延迟器的 原理,得到了波片厚度与两个激光波长所需延迟量的关系式,给出了具体的设计方法。针对 650nm与780nm两个激光波长制作了样品,进 行了实验测试,结果表明:无论是双1/4波 片还是650nm 1/4nm 1/2波片,延迟量的偏差均小于3°,与理论值相符。若不计较 波片 的厚度,仅就设计而言,完全可以得到高精度的双激光波长1/4、1/2 波片。由此可见,根据本 文得到出的设计原理与设计方法,完全可以用常规双折射晶体波片的制作方法得到适用于 两个激光波长所需延迟量的波片。     

三元复合式消色差λ/4波片的优化设计

复合消色差波片，因其延迟量在一定波长范围内不随波长变化，克服了常规延迟片只能用于单一波长的缺点而被广泛应用到通信、生物、地质、航空、航天、海洋等领域。根据复合波片理论，完成了同种材料三元复合式消色差λ／4波片的设计理论；推导出消色差延迟片延迟量随波长变化的理论曲线；进而在平板型三元复合式消色差λ／4波片的设计基础上提出了一种优化设计方案。理论证明，依据此方案根据具体的使用要求，通过精确调整复合角度，可使波片的消色差范围在相同延迟偏差下拓宽130～140nm，消色差精度也能得到相应的提高。为进一步拓宽消色差范围、提高复合波片的消色差性能奠定了很好的理论基础，而且技术操作简练可行，具有一定的实用价值。     

消色差λ／4波片

让某一波长的λ／４波片和λ／２波片的两快轴的夹角成６０°，组成复合λ／４波片，则该复合片在该波长附近是消色差的。     

三元复合式消色差λ／4波片

本文用同一波长（670nm)的2个λ／4波片和1个λ／2波片组合成复合λ／4波片,从理论及实验证明复合的λ／4波片在400nm-900nm的光谱范围内是消色差的。该三元复合式消色差λ／4波片与我所研制的二元复合式消色差λ／4波片相比,消色差的光谱范围变宽,偏差变小,可控制在2％以内。     

基于蚁群算法的石英λ/4消色差复合波片优化设计

为了设计消色差性能优良的三元复合λ/4波片,根据复合波片原理,利用蚁群算法对三元复合波片进行了优化设计,即通过改变三波片的厚度和精确调整复合角,使消色差范围拓宽到500nm,相位延迟偏差在0.81％左右.这种优化设计对于拓宽消色差范围,提高延迟精度具有实用价值.     

红外波段三元消色差复合波片的新设计

为了设计消色差性能优良的三元复合波片,根据复合波片原理,利用matlab软件计算出复合角度,然后再通过此软件进行仿真实验并进行误差分析.本文以800nm至1000nm为例,设计出的λ/2和λ/4的石英复合波片,具有较高的延迟精度.此方法为进一步拓宽消色差范围、提高复合波片的消色差性能奠定了很好的理论基础,而且此方法简练可行,具有一定的实用价值.     

连续波Nd:YVO4/LBO稳频倍频红光全固态激光器

利用激光二极管(LD)端面抽运YVO4-Nd∶YVO4复合晶体,采用四镜环形谐振腔及Ⅰ类临界相位匹配(CPM)LBO晶体进行腔内倍频,在腔中插入TGG晶体和λ/2波片组成的光学单向器,设计了满足热不灵敏条件和最佳倍频条件的谐振腔型,实现了全固态连续稳频倍频红光激光器。在19 W抽运功率下,同时获得了610 mW的671 nm单频红光输出和400 mW的单频1342 nm红外光输出。红光30 min内输出功率波动小于±0.6%。自由运转时,基频光(1342 nm)1 min频率漂移为±5 MHz,锁定后基频光1 min频率稳定性优于±1 MHz。     

Temperature stabilized and broadband fiber waveplate fabricated with a birefringent photonic crystal fiber

An all-fiber waveplate made by a piece of birefringent photonic crystal fiber (PCF) is proposed and studied in this paper. The characteristics of the proposed waveplate, including the wavelength dependent phase difference between the orthogonal polarized propagation mode in the waveplate, and temperature stability of the waveplate, were investigated theoretically and experimentally for the first time to our knowledge. Compared with the fiber waveplate made by the stress induced or the conventional geometrical shape formed (such as the elliptical core fiber) birefringent fiber, the waveplate based on the birefringent PCF has distinguishable advantages including high temperature stability and large bandwidth. A prototype quarter-waveplate is fabricated by cutting and splicing a segment of birefringent PCF with conventional single mode fiber. The measurement showed that the fluctuation of the ellipticity of the output light from the waveplate can be kept within ±0.23° for temperatures varying from 25 ℃ to 200 ℃, and the bandwidth for ellipticity larger than 43° can be as large as 70 nm.     

高精度菱体型消色差延迟器的双波长设计

为了提高菱体型消色差延迟器件的消色差精度,当光以两个波长设计点入射时,根据光的折射定律,并采用全内反射角θ和折射角r之和为固定值的方法,进行了双波长设计的理论分析。由于延迟误差为正负偏差,整个光谱区域内在两个波长设计点延迟量为90°,同时设计时对两个波长设计点的选择进行了优化,使λ/4相位延迟器的消色差精度大大提高。用LaK2玻璃对λ/4相位延迟器在360nm～1160nm的光谱区域内进行设计,取得了最大延迟误差小于0.02°的数据。结果表明,与其它两种设计方法相比,该方法不仅设计理论简化,而且具有更高的消色差精度。这一结果对设计高精度消色差延迟器是有帮助的。     

扭曲向列相液晶在复合消色差延迟器件中的应用

借助琼斯矩阵对扭曲向列相(TN)液晶的光学性能进行了分析,发现在外加电压调制下的TN液晶盒,在选取的液晶厚度合适时,可等效为对应液晶厚度的特定波长λ/2波片,通过合理的设计搭配,与两个λ/4波片进行组合,使其整体作为一个偏振调制元件。经计算可知,当所加电压大于TN液晶盒转向的阈值电压时,其作用相当于一个消色差的λ/4波片或λ/2波片;当撤掉外加电压时可作为一般的90°旋光器。     

波片相位延迟的精确测量及影响因素分析

提出一种精确测量波片相位延迟的方法。将待测波片置于起偏器和检偏器之间,转动待测波片和检偏器至不同的位置并探测输出的光强,得到波片的相位延迟。采用光源调制技术和解调技术,抑制了连续光所无法克服的背景光干扰和电子噪声的干扰;将光路分为测量光路和参考光路,采用软件除法技术,消除了光源波动的影响,从而实现波片相位延迟的精确测量。详细分析了影响测量精度的误差因素,主要有光源波长变化、温度变化、入射角倾斜、转台转角误差和光源波动,计算了1064 nm波长时厚度为0.52 mm的λ/4多级结晶石英波片产生的相位延迟误差,其中光源波动的影响在作除法后有显著的改善,各误差因素的总测量误差为±1.58°。实际测量了该λ/4结晶石英波片的相位延迟为91.06°±1.78°,与理论分析相符。该测量和误差分析方法同样适合其他的波片。     

1300nm-1600nm消色差四分之一波片的二元设计

随着激光技术的发展,偏光器件也越来越得到广泛的运用,消色差波片就是其中用的较多的偏光器件之一。目前激光技术中对消色差波片的要求越来越多,为了适应这种要求,进一步提高消色差波片的性能,减少它的误差,以得到更好的应用。本文通过λ/4和λ/2两个复合石英波片的进行组合的方式,基于琼斯矩阵理论,得出组合后的等效相位延迟量及波片方位之间的关系;借助matlab软件进行模拟仿真和分析,最终实现了1300nm至1600nm这个近红外波段的消色差1/4波片的设计。此设计具有精度高,波长范围宽、选材容易及制作较简单等特点,而最大误差只有0.17%,这对光通信应用是一个不错的选择,此分析方法也为制造出其它材料的性能优良的消色差波片提供了较好地理论依据和一定的参考价值。     

Simultaneous measurement of phase retardation and optic axis of wave plates

Phase retarders (or wave plates) can be used to convert polarization state from one to another. To precisely measure the phase retardation and the orientation of optic axis plays an important role in various fields. At present, there are many methods to m…     

LD抽运Ⅱ类非临界位相匹配内腔倍频单频Nd∶YAP/KTP激光器的设计

考虑了二类非临界位相匹配晶体KTP对基频光的双折射效应及其倍频特点 ,将λ/ 4波片 ,λ/ 2波片和法拉第旋转器以适当方式组合起来 ,实现了激光器的单向运转。根据大功率光纤耦合激光二极管阵列端面抽运时激光晶体热效应的特点 ,设计了适当的谐振腔形。当抽运功率为 10W时 ,得到了波长为 5 40nm的 1 0W单频绿光输出。自由运转情况下功率波动小于± 1 5 % ,频率稳定性优于± 5MHz,锁定后 ,频率稳定性优于± 5 5 0kHz     

高精度菱体型消色差延迟器的优化设计

为了提高菱体型消色差λ/4相位延迟器的精度,采用使λ/4相位延迟器的延迟误差为正负偏差和在设计时选择较大的折射率的方法,对延迟器件进行了理论分析和实验验证,取得了设计高精度λ/4相位延迟器的数据。结果表明,设计的延迟器件在350nm～2000nm的光谱范围内延迟量两次为90°,且最大延迟误差小于0.04°。与常规设计的延迟器件相比,新设计的延迟器件不仅可以扩大消色差范围,而且还可以大大提高消色差精度。这一结果对设计高精度λ/4相位延迟器是有帮助的。