薄膜偏振分光镜的优化设计与实验

采用矩阵法推导了规整膜系的等效导纳并计算出中心波长的反射率,重点分析了P偏振光的有效导纳与折射率之间的关系,说明了膜系对高、低折射率的灵敏度是不同的;给出了设计薄膜偏振分光镜需满足的公式组,突破了Mac Neille公式的限制;介绍了调节有效导纳值的膜层置换法,可有效抑制P光的反射峰。模拟与实验结果表明,在170 nm范围内,消光比大于1 000:1。     

基于两级偏振分光镜的量子信令纯化方案

为解决量子信令在远距离传输过程中的纯化中继问题,提出了基于两级偏振分光镜的纠缠纯化方案。采用三个偏振分光镜构建方案,第一级含一个偏振分光镜,第二级有两个偏振分光镜,让混合态的量子信令纠缠态通过两级偏振分光镜后,会产生一对新的纠缠态,继而用新的纠缠态来替代原来的混合态,最终实现纯化的目的。对每一种输入态进行分析验证,结果表明,所提出的纠缠纯化方案可以有效的实现量子信令的纯化,具有很好的应用性和操作性。该方案的研究对未来量子通信中信令的传输具有一定的技术参考作用。     

偏振分光镜分光性能非理想对激光外差干涉非线性误差的影响

为了减小激光外差干涉纳米测量的非线性误差,必须明确偏振分光镜(PBS)分光性能非理想对非线性误差的影响机制.推导出非理想情况下偏振分光镜透射率和反射率的激光外差干涉非线性误差模型,建立了偏振分光镜分光性能非理想对非线性误差二次谐波的影响模型.仿真结果表明,偏振分光镜的透射率和反射率非理想对非线性误差的影响为一次谐波,且偏振分光镜分光性能越差,其对非线性误差的影响也越大.在偏振分光镜反射率为0.90的情况下,偏振分光镜透射率从1减小到0.90时,非线性误差由0.62 nm增大到1.24 nm.当存在偏振分光镜旋转角度误差时,偏振分光镜分光性能非理想引起的非线性误差不增加二次谐波分量,但增大了非线性误差一次谐波分量,严重影响非线性误差的大小.当偏振分光镜旋转角度误差为5°时,偏振分光镜透射率从1变为0.90,非线性误差从0.39 nm增大到1.41 nm.     

偏振相关损耗对偏振复用系统信道正交性的影响

在偏振复用系统中,利用两个正交的偏振光作为不同的信道在同一根光纤传输,从而达到使传输信息量加倍的目的.在信号接收端,需要将这两个信道重新分离,分离时除了偏振模式色散(PMD)之外,还会受到偏振相关损耗(PDL)的影响.根据PDL的原理,推导了偏振复用系统中两正交信道夹角与PDL的数值关系,计算了PDL大小对系统的影响.并依据理论模型构建了实验系统,对光纤一个主轴光强进行衰减,描绘出信道间串扰和PDL之间的实验曲线,验证了理论分析的有效性.实验表明,PDL调至最小的时候.若要求串扰控制在-10 dB以内,差分群时延(DGD)应该压制在10 ps以内;当DGD增大到140 ps以后,被标记和没被标记的信道信号强度达到了1:1,系统则完全无法工作,在接收端无法分离信道.本项研究对于保证偏振复用系统的稳定性具有一定的指导意义.     

偏振特性对自泵浦相位共轭反射率的影响

讨论了偏振特性对自泵浦相位共轭反射率的影响。从理论上分析了激光束经平面光学系统偏振特性发生的变化,以及光折变晶体KNSBN对不同偏振光的响应情况。实验结果与理论符合,说明偏振特性是影响相位共轭反射率的一个因素。恰当地设计光路,就可能提高相位共轭反射率。     

入射光偏振态对AM-CATV外调制发射机CTB补偿特性的影响

研究了入射偏振态模式及其变化对光纤AM-CATV外调制发射机CTB补偿特性的的影响。分析计算显示:入射光偏振态模式为TE模时系统CTB补偿特性最佳;为保证发射机的CTB性能,入射光偏离TE模的角度应小于15°。     

用于测量和调控入射光偏振态的大面积阵列液晶器件

介绍了一种通过改变电极上的驱动电压来测量和调控入射光偏振态的液晶器件,同时模拟了该器件的液晶分子指向矢分布。众所周知,液晶分子的倾斜角较容易控制,却常忽视其扭曲角同样可以被调控。所以,液晶材料能够用作可变化、可转动的相位延迟器,这样就可以实现用同一器件结构测量入射光偏振态,随后调控该入射光偏振态。模拟了在十字结构电极下液晶层的指向矢分布,表明扭曲角可被电控,同时也说明将入射光偏振态调控到任意偏振态是可以实现的。     

红外偏振与红外光强图像的融合研究

分析了红外偏振与红外光强的成像特性差异,提出了基于局部能量的支持度变换融合方法.实验结果表明,融合图像综合了两幅图像的冗余信息,使图像更清晰,信息更加丰富.融合图像同原红外偏振和光强图像相比,局部标准偏差分别提高了13.67%和11.51%;局部熵分别提高了16.46%和1.95%;平均梯度分别提高了15.41%和44.05%.证明了该融合方法的有效性.     

萨那芒特棱镜对单模高斯光束光强分布影响的分析

根据光在萨那芒特棱镜胶合介质层中的干涉效应,分析了萨那忙特棱镜对单模高斯光束光强分布的影响;结果表明：对于给定的入射单模高斯光束,若光在胶合层界面上的入射角、胶合层的厚度和胶合剂的折射率,三者确定其二,棱镜对透射光束光强分布的影响将随另一参量的变化作周期性振荡,且透射高斯光束的形状也会随之改变;相比较而言,棱镜对透射 光的影响要大于 光,但从总体上看,棱镜无论对 光还是对 光的影响均小于3％,所以在要求不是特别严格的应用中,可以忽略萨那忙特棱镜对单模高斯光束光强分布的影响。     

径向偏振激光反射腔镜的研究

近年来,径向偏振光因为其特殊的偏振特性而受到广泛的关注。本文以耦合波理论中的T矩阵算法为基础,用Matlab语言编制了能够计算多层复合结构光栅的程序算法,并用此程序算法对多层光栅模型进行了理论模拟。综合模拟结果,设计出光栅周期为1000 nm、槽深为70 nm、占空比为0.5和Ti2O5/SiO2交替镀膜35层数的径向偏振反射腔镜,并通过微纳加工工艺制备出光栅反射腔镜样品,将其应用于自行搭建的Nd∶YAG激光器系统中,获得了输出功率12.6 W,偏振纯度为96%的径向偏振光。     

Terahertz Wave Polarization Beam Splitter Using Asymmetrical Coupler

This study has proposed and numerically demonstrated a compact terahertz wave polarization beam splitter. The splitter is built by using a asymmetrical directional coupler consisting of a bend waveguide and a slot bend waveguides and achieves a high extinction ratio of 24.88 dB and 16.55 dB for cross and through ports. The optimal coupling region length is found to be 26 μm. By using such a polarization beam splitter, the size of the terahertz wave system could be reduced significantly. The simulation results show that the designed polarization beam splitter can split TEand TM-polarized terahertz wave into different propagation directions with high efficiency over the terahertz wave frequency range from 9.40 THz to 9.65 THz. The device obtained is readily used for a polarization diversity terahertz wave integrated circuit field, particularly for platforms with slot waveguide.     

太赫兹波段反谐振光纤偏振分束器设计

偏振分束器是在光传感和集成光学等领域中非常重要的光学元器件,太赫兹波段被认为是未来大容量无线通信的载体.而双芯空芯反谐振光纤结构设计更加多变,对包层结构没有严格要求,能实现较高的性能以满足人们更多样化的需求,以双芯空芯反谐振光纤为基础设计适用于太赫兹波段的偏振分束器越来越值得深入研究.提出一种以环烯烃聚合物为基底材料的...     

基于绝缘体上硅脊型纳米线光波导方向耦合器的TE/TM偏振分束器

利用有限元方法和时域有限差分方法,优化设计了一种结构紧凑的基于绝缘体上硅脊型纳米线光波导方向耦合器的TE/TM偏振分束器。考虑到方向耦合器的波导间隙较小时制作工艺较为困难,且模式失配会引入一些损耗,因此波导间隙取约100nm较为合适。通过优化脊型纳米线光波导的几何尺寸(脊高和脊宽)、耦合区波导间隙,使得偏振分束器长度最短。数值计算结果表明经过优化的偏振分束器最短长度大约为17.3μm,偏振分束器的消光比大于15dB时,波导宽度制作容差为-20～10nm,带宽约为50nm。     

Terahertz Wave Polarization Beam Splitter Using Asymmetrical Coupler

This study has proposed and numerically demonstrated a compact terahertz wave polarization beam splitter. The splitter is built by using a asymmetrical directional coupler consisting of a bend waveguide and a slot bend waveguides and achieves a high extinction ratio of 24.88 dB and 16.55 dB for cross and through ports. The optimal coupling region length is found to be 26 m. By using such a polarization beam splitter, the size of the terahertz wave system could be reduced significantly. The simulation results show that the designed polarization beam splitter can split TEand TM-polarized terahertz wave into different propagation directions with high efficiency over the terahertz wave frequency range from 9.40 THz to9.65 THz. The device obtained is readily used for a polarization diversity terahertz wave integrated circuit field, particularly for platforms with slot waveguide.     

太赫兹超材料分束器设计及其特性分析

提出一种超材料太赫兹分束器,其单元结构由顶层金属条带、中间介质层和底层金属板组成。利用4个旋转步进为45°的单元周期排列构成了4×4的相位梯度超表面。当太赫兹波垂直入射到阵列表面时,电磁波被反射成四束能量相等但传播方向不同的波,且不同频点的反射角不同。该分束器具有体积小、成本低的优点,可应用于太赫兹隐身和太赫兹成像等方面。     

基于开口圆环结构的太赫兹分束器设计

提出了一种基于开口圆环结构的太赫兹分束器,其由两种单元结构组成,这两种结构的区别在于是否存在底层连续金属层,这两种结构的顶层金属图案由开口圆环组成,介质层为聚酰亚胺薄膜。通过改变开口圆环的开口大小和半径排列构成了8×8的相位梯度超表面。当太赫兹波分别沿-z轴方向和+z轴方向垂直入射时,电磁波会被分成沿x,y轴对称但能量分布不同的四束波,两种入射模式能够得到两种不同的分束比。在0.7 THz下,当太赫兹波分别沿-z轴方向和+z轴方向垂直入射时,其分束比分别为0.8∶1和1.9∶1,实现对分束比的调谐。此分束器具有体积小、成本低的优点,可应用于太赫兹通信、太赫兹成像和太赫兹隐身等领域。     

双芯光纤的偏振分束特性研究

偏振分束器是光学中的重要器件,它将入射光按其偏振特性进行分离,它主要应用于需要对偏振态进行有效控制的光学系统中。微型化光波导偏振分束器已成为光通信领域的研究趋势。双芯光纤偏振分束器承接了双芯的特殊优势,是一类基于模式干涉的偏振分束器,根据耦合长度的不同将两种偏振态分离开来,这一类的分束器具有设计灵活、体型小、价格低廉、应用广泛等优点。本文基于椭圆芯双芯光纤,先从理论方面介绍了偏振分束的原理,再利用Rsoft软件模拟分析了x、y方向的耦合长度及其x、y方向的耦合长度差值随纤芯长短轴比例、入射光波长、纤芯包层折射率差、纤芯间归一化距离的变化趋势。最后,通过优化设计,获得了长度为22.29cm、消光比可以达到20dB以上的偏振分束器。     

宽角度宽波长偏振分光膜系的设计研究

详细讨论在高折射率玻璃棱镜上实现宽角度宽波长偏振分光的膜系设计,设计波长为 420-680nm,在空气中的入射角变化范围达到18．5°,是3种薄膜材料实现的偏振分光设计中 角度最宽的。     

不同基底材料的220GHz 极化隔离器特性研究

本文主要研究220GHz 收发隔离网络中极化隔离器的基底材料选择问题,利用仿真结果考察不同基底材料对极化隔离器性能参数的影响。在前期的研究基础上,选择最佳基底材料,提高极化隔离器的性能,优化隔离器的结构尺寸。