电光角度信息传递装置中光学器件定位误差研究

电光角度信息传递装置是利用铌酸锂晶体的线性电光效应,实现2.5S的角度信息传递和检测。装置由两部分组成：发射部分包括铌酸锂晶体、起偏器、λ/4波片和LD激光器;接收部分包括渥拉斯顿棱镜和两个光检测器。导出了出射的两束光的光强差与发射部分和接收部分之间相对转角的关系,从理论上分析了光学器件定位误差对电光角度信息传递装置性能的影响,并通过实验进行了验证,理论计算和实验结果符合得很好。     

光学胶折射率对渥拉斯顿棱镜透射性能的影响

为了使渥拉斯顿棱镜具有更好的透射性能,从理论上分析了光学胶折射率对渥拉斯顿棱镜透射光光强分束比、总透射比的影响,得到了关于光学胶折射率与棱镜透射光光强分束比及总透射比的关系式,并拟合出了关系曲线.结果表明,光学胶折射率对渥拉斯顿棱镜的光强分束比和总透射比均有影响;且无论棱镜的结构角是大是小,光强分束比为1和总透射比的最大值对应着同一光学胶折射率,对633nm的光而言,此折射率值为1.570.这一结果对优化渥拉斯顿棱镜的性能是非常重要的.     

基于成像光谱仪中的α-BBO晶体渥拉斯顿棱镜设计

为了拓展成像光谱仪的紫外光谱范围,设计了以高温相偏硼酸钡晶体为双折射材料的渥拉斯顿棱镜。采用计算机模拟的方法进行了理论分析,取得了参量数据图。偏硼酸钡渥拉斯顿棱镜的分束角在紫外区随波长变长呈非线性关系,但在小结构角的情况下有利于整个光谱区内分束角的稳定;棱镜结构角加大会使视场角变小,增大棱镜的结构角和宽度有利提高光谱分辨率。结果表明,当在紫外光至可见光波段使用时,高温相偏硼酸钡渥拉斯顿棱镜设计厚度为6mm~8mm,结构角不大于15°,入射角控制在1°内比较合适。这一结果为进一步研制可用于紫外光谱范围的成像光谱仪提供了必要的理论依据。     

基于成像光谱仪中的α-BBO晶体渥拉斯顿棱镜设计

为了拓展成像光谱仪的紫外光谱范围,设计了以高温相偏硼酸钡晶体为双折射材料的渥拉斯顿棱镜。采用计算机模拟的方法进行了理论分析,取得了参量数据图。偏硼酸钡渥拉斯顿棱镜的分束角在紫外区随波长变长呈非线性关系,但在小结构角的情况下有利于整个光谱区内分束角的稳定;棱镜结构角加大会使视场角变小,增大棱镜的结构角和宽度有利提高光谱分辨率。结果表明,当在紫外光至可见光波段使用时,高温相偏硼酸钡渥拉斯顿棱镜设计厚度为6mm~8mm,结构角不大于15°,入射角控制在1°内比较合适。这一结果为进一步研制可用于紫外光谱范围的成像光谱仪提供了必要的理论依据。     

分束角高度对称的单轴晶体棱镜及在红外区的测试

对单轴晶体双渥拉斯顿棱镜的分束角进行了研究，获得了一种与波长和单轴晶体材料均无关的、分束角度高对称的双渥拉斯顿棱镜，并在红外区对其进行了测量。     

离子注入铌酸锂平面波导双折射特性的研究

为了获得折射率信息,采用UT00-FPD型椭偏仪对5mm×10mm×1mm铌酸锂晶体及注入镓的铌酸锂晶体波导的双折射特性进行了测量.首先对铌酸锂晶体测量结果进行建模及数据处理,得到晶体在190nm～1700nm之间的双折射特性;在此模型的基础上,进一步对注入镓的铌酸锂晶体波导进行了建模和数据处理,得到了波导层的双折射率的分布.所得表征结果为铌酸锂晶体波导在光子器件中的应用提供了有用的信息.     

光纤电流传感系统中渥拉斯顿棱镜的调整方法分析

在光纤电流传感系统中,通常采用双路检测方案。从光纤一端的出射光,通过渥拉斯顿棱镜分成两束相互正交的偏振光。本文说明了渥拉斯顿棱镜的放置位置对其测量精度的影响,给出了三种调整方法,分析了各自的特点,阐明了理论根据。     

单轴双折射滤光片温度不敏感性的研究

为了研究单轴晶体铌酸锂双折射滤光片的温度特性,采用计算机进行数值理论分析,讨论了入射光方向上铌酸锂晶体双折射率和厚度随温度变化的关系,并利用Ultra-6600系列紫外-可见分光光度计对铌酸锂滤光片进行了光谱测量和实验验证。结果表明,在不同波段的滤波带宽,可以找到某些特定的入射角度,使滤光片的中心波长不随温度变化而变化,双折射滤光片温度的稳定性可以保持。此结果说明,可以通过调节入射光方向来提高滤光片的温度稳定性和使用精度。     

锂束注入法测量磁约束装置PMF的光探测实验设计

极向磁场(poloidal magnetic field)的大小是磁约束装置的主要参数之一.中性锂束注入磁约束装置后,受碰撞激发而发出的共振谱线在磁场中分裂,其中波长不变的谱线分量的偏振方向平行于磁场方向.本文详细分析中性束注入法的物理过程,给出了完整的光探测实验设计,计算并讨论了实验中主要仪器——法布里-珀罗干涉仪、法拉第旋转器和渥拉斯顿棱镜的性能指标和参数选择.     

四价掺杂铌酸锂晶体

综述了四价掺杂(包括铪和锆)铌酸锂晶体的研究进展.掺铪铌酸锂晶体具有与掺镁铌酸锂晶体相似的抗光折变性能,而掺锆铌酸锂晶体的抗光折变性能远优于掺镁铌酸锂晶体.铪铁双掺与锆铁双掺铌酸锂晶体兼有高光折变灵敏度和高光折变衍射效率的性质.并且在掺杂量超过阈值时,铪离子和锆离子在铌酸锂晶体中都具有接近于1的有效分凝系数.这些实验结果表明,四价掺杂铌酸锂有望成为出色的非线性光学晶体.     

锂束注入法测量磁约束装置PMF的光探测实验设计

极向磁场(poloidal magnetic field)的大小是磁约束装置的主要参数之一。中性锂束注入磁约束装置后，受碰撞激发而发出的共振谱线在磁场中分裂，其中波长不变的谱线分量的偏振方向平行于磁场方向。本文详细分析中性束注入法的物理过程，给出了完整的光探测实验设计，计算并讨论了实验中主要仪器——法布里—珀罗干涉仪、法拉第旋转器和渥拉斯顿棱镜的性能指标和参数选择。     

锌离子注入铌酸锂晶体的光谱特性

利用离子注入技术和氧气氛围高温退火制备了不同掺锌剂量的铌酸锂样品,并研究了锌离子浓度以及退火状态对铌酸锂晶体紫外和红外波段特性的影响。紫外波段,锌离子的注入使铌酸锂晶体的吸收边红移,退火后吸收边均与纯铌酸锂晶体的相同,锌离子的注入降低了铌酸锂晶体的透射率;红外波段,纯铌酸锂晶体分别在3486 cm-1、2851 cm-1和2917 cm-1处出现主次吸收峰,掺锌样品的主吸收峰位置与纯铌酸锂晶体相比发生微小的红移,X切向铌酸锂样品有明显的次吸收峰,而退火前Z切向铌酸锂样品的次吸收峰不明显,退火后吸收峰变锐利。锌离子的注入以及退火状态对铌酸锂晶体的透射率有影响,分别增强和减弱X切向和Z切向铌酸锂晶体的透射率。     

基于晶体双折射和电光效应设计的90°2×4空间光桥接器

综合利用锂酸铌(LiNbO3)晶体的双折射效应和电光效应,设计了一种适用于相干光通信系统的新型空间光桥接器.其由4块结构相同的具有电极控制的晶片和一块检偏双折射元件所组成,两对双折射晶体光学平板利用双折射效应分别实现信号光和本振光的偏振分离和合束,电光调制则产生所需的相移.通过调整晶片的控制电压,可从检偏双折射元件输出四通道的相对相位差为90°的信号/本振合成光.与以往的空间光桥接器相比,该桥接器具有结构紧凑、损耗小和相移性能稳定的优点.     

D/A-18数字光强比值测量仪

D/A-18数字式光强比值测量仪,可测量二束光的强度比。被测量的二束光,用一配对的硅光电池双光束同时检测。被测二光束的强度比值用五位数字直接显示或供数字打印机打印。 由于被测量的二束光的强度是在同一瞬时计量的,因而用来测量晶体的消光比、材料的透明度或者偏振光、偏振棱镜的偏振度时,可以大大减小激光强度波动造成的测量误差,也没有因电流计换档而造成读数偏差。 当在偏振光系统中测量晶体的消光比或者偏振棱镜的偏振度时,我们用渥拉斯顿(Wollaston)棱镜作为检偏振镜以同时获得待测的二束光,在这种场合下,测量装置的光路如图1所示。     

修改形式的偏光镜

本文以双格兰(Glan-Thompson)棱镜和三元渥拉斯顿(Wollaston)棱镜为例,提出了修改形式的偏光镜。     

光学晶体的超精密加工

近年来,开展了把人造铌酸锂、钽酸锂晶体(电光、声光效应优良)用于光通讯或记忆装置的功能元件的研究工作。为了有效地利用这些晶体的特性,需要使晶体元件的通光面按一定的方向,而且镜面要象透镜或棱镜那样不能有毛疵,同时还要按精密的形状加工。     

采用渥拉斯顿棱镜列阵的高性能非扫描傅里叶变换光谱仪

据美国《Applied Optics》杂志报道,美国DanKomisarek等研究人员研制了一种高性能非扫描傅里叶变换光谱仪,该光谱仪主要由一个渥拉斯顿棱镜列阵和一个二维光电探测器列阵组成。与现有的基于渥拉斯顿非扫描傅里叶变换光谱仪相比,其尺寸更小,     

单轴晶体棱镜分束角对称性研究

本文对单轴晶体棱镜的分束角进行了研究,并且报导一种特殊设计的双渥拉斯顿单轴晶体棱镜具有高度对称的分束角,这种对称性与波长和单轴晶体的材料无关.     

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.     

高能强场太赫兹源与铌酸锂晶体

高能强场太赫兹（THz）源在国土安全、通信雷达、生物医疗等领域有重要的应用价值。然而，一直以来THz源的辐射输出能量小、转化效率低，阻碍了强场THz前沿科学与应用研究的发展。基于铌酸锂倾斜波前技术，飞秒激光抽运铌酸锂晶体有望实现能量更高的极端强场THz输出。从材料角度阐述了铌酸锂强场THz源产出的研究进展，总结了强场THz源对铌酸锂晶体的性能要求：均匀掺镁铌酸锂、低浓度掺镁近化学计量比铌酸锂、大口径铌酸锂晶体。最后，介绍了近年来周期极化铌酸锂和铌酸锂单晶薄膜等微纳结构的调控在THz源领域的应用研究。