斜入射下液晶偏振光栅衍射特性研究

为了表征光束倾斜入射下液晶偏振光栅的衍射特性,提出了液晶偏振光栅斜入射角度-驱动电压-衍射效率的三维模型建模方法。该方法利用吉布斯自由能方程,求解液晶分子指向矢,得到驱动电压与液晶分子倾斜角的表达式,推导出斜入射角度与相位延迟量之间的关系,结合扩展琼斯矩阵表征不同入射角度下液晶偏振光栅的透过率,通过矢量衍射理论,建立了斜入射角度-驱动电压-衍射效率的三维模型。该模型不仅可以定量求解不同斜入射角度下液晶偏振光栅衍射效率,而且能够实现衍射效率最优时驱动电压的标定。通过仿真分析和实验对该模型的有效性进行了验证,结果表明:光束入射角度从0°倾斜到10°时,最优驱动电压由2.2 V降低到2.0 V,液晶偏振光栅衍射效率从85%下降到78%;光束入射角度从0°倾斜到?10°时,最优驱动电压由2.2 V升高到2.4 V,液晶偏振光栅衍射效率从85%下降到74%。     

基于液晶偏振光栅的快速大角度光束偏转

基于液晶偏振光栅的快速大角度光束偏转技术在航空航天、激光通信、车载雷达、光信息处理、生物医药和军事对抗等领域具有重要应用前景,并得到了极大的关注。液晶聚合物偏振光栅可以实现高效率、大角度的光束偏转,并且制备工艺简单、成本低,逐渐被应用到非机械式光束偏转系统中。本文采用两种偏振全息光路分别实现大周期和小周期的液晶聚合物偏振光栅的制备,获得的液晶聚合物偏振光栅最高衍射效率达到99.3%。级联两个液晶聚合物偏振光栅,再层叠液晶聚合物铁电液晶液晶聚合物波片组,实现了更大角度范围的偏转,验证了70μs的4通道光束快速扫描。     

用琼斯矩阵本征分析法测量单模光纤偏振模色散

鉴于琼斯矩阵本征分析法(JME)在测量偏振模色散时所表现出的优越性和重要性,本文介绍了琼斯矩阵本征分析法测量单模光纤偏振模色散时涉及的若干基本概念和其测量基本原理.     

Mueller矩阵用于光栅单色仪的偏振效应分析

本文根据应用Mueller矩阵可分析光学系统偏振响应这一实用方法。以WDG30光栅单色仪为例,详细讨论了Mueller矩阵的测量步骤,给出了误差消除方法,提高了测量精度。     

亚波长偏振光栅的研究进展

亚波长偏振光栅(PGs)具有衍射效率高,偏振特性好,易于实现偏振、分束、增透、高反、相位延迟等多种功能的优点,且体积小、重量轻、性能稳定可靠,是一种优良的新型光学元件,有着巨大的应用前景.介绍了亚波长偏振光栅的发展概况与最新研究进展,亚波长偏振光栅的特点及衍射理论,并分别对会属亚波长偏振光栅和介质业波长偏振光栅进行了分析.     

偏振干涉滤光片性能评价的扩展琼斯矩阵方法

偏振干涉滤光片宽角度光谱特性是设计研制中的关键。为实现偏振干滤光片性能的真实模拟 ,本文提出了一套计算偏振干涉滤光片宽角度光谱特性的扩展 2× 2琼斯矩阵 ,利用各向异性介质中光传播的电磁场理论以及光学折反射定律 ,在保证准确性同时 ,给出了新的矩阵方法。这种 2× 2矩阵公式表示相当简单。理论研究结果表明 ,该方法减少了以往的计算量 ,快速简洁 ,结果准确     

快速测试液晶器件扭曲角和光延迟的新方法

提出了一种测试扭曲角和光延迟的新方法。该方法属于单波长测试法,具有3个特点:利用具有特殊摩擦方向(一个基板平行摩擦,另一基板环形摩擦)的液晶盒(CH-LC)作为偏振转换器件;利用扇形可变光阑和光探测器,一次性测得偏振方向从0到任意角度连续变化的线偏光通过被测液晶盒后的光强和;采用求光强比的方法消除了由于测试中仪器的吸收对光强的影响。扭曲角和光延迟作为拟合参数利用琼斯矩阵推导出的拟合方程用matlab进行曲线拟合求参数得到。实验证明采用该方法测得结果准确,操作简单快速,实验设备经济。     

正交级联液晶偏振光栅的收发分离结构设计

正交级联液晶偏振光栅可实现光束大范围偏转,在空间激光通信与激光雷达等领域具有广阔的应用前景,其大部分应用领域均需要同时发射激光与接收激光,如何解决发射光与接收光分离的问题尚未见报道。针对这一问题,文中根据1/4波片、1/2波片以及液晶偏振光栅理论推导了线偏振光源经过被动液晶偏振光栅层以及正交级联液晶偏振光栅后偏振态的变化,验证了出射光偏振态与光束偏转角度的可逆性。采用偏振分光棱镜、1/4波片、1/2波片、正交级联液晶偏振光栅等器件设计了一种可实现发射光与接收光偏转与分离的光学结构,构建了测试系统,最后通过测试结果证明了理论的正确性与结构的适用性。     

用琼斯矩阵本征分析法测量单模光纤偏振模色散

鉴于琼斯矩阵本征分析法(JME)在测量偏振模色散时所表现出的优越性和重要性,本文介绍了琼斯矩阵本征分析法测量单模光纤偏振模色散时涉及的若干基本概念和其测量基本原理。     

利用琼斯矩阵特征值法测量光纤的PMD

光纤的偏振模色散对高速光纤通信系统性能的影响越来越引起了人们的注意,对它的测量是必须首先解决的课题.琼斯矩阵特征值法是ITU-T G.650建议的几种光纤PMD(偏振模色散)测量方案中的首选方案.琼斯矩阵特征值法能给出光纤偏振模色散的全面信息,并具有很高的测量精度和测量范围.本文阐述了琼斯矩阵特征值法测量PMD的原理,介绍了基于琼斯矩阵特征值法开发的PMD测量系统和测量试验.该测量系统利用光功率计和步进电机控制的偏振片测量输出光的琼斯矢量,代替了G.650琼斯矩阵特征值法中所建议使用的偏振计,降低了PMD测量系统的成本,并实现了自动测量.     

用琼斯传输矩阵法研究二阶偏振模色散的统计特性

利用琼斯传输矩阵法研究了二阶偏振模色散的统计特性。对数值模拟中出现的偏振模色散随步长变化的问题做了相应的修正 ,利用修正后的模型得到了偏振模色散矢量的频率相关特性 ;模拟了偏振模色散值为 2 5ps时二阶偏振模色散的几率分布 ,所得结果与理论结果能够很好地吻合 ;简单地分析了脉宽为 8ps的高斯脉冲在此条件下的展宽情况 ,指出了高阶补偿的必要性。     

聚合物掺杂液晶中探测光偏振态控制衍射级变化

在聚合物掺杂液晶中使用正交线偏振光记录了特殊的一维光栅,这种光栅可以由探测光的偏振态控制衍射级的变化,当探测光为水平方向振动的线偏振光时,衍射级中只观察到零级和正一级衍射,无负一级衍射;当探测光为垂直方向振动的线偏振光时,衍射级中只观察到零级和负一级衍射,无正一级衍射,并且衍射级的偏振态与探测光的偏振态相互正交。最后运用琼斯矩阵从理论上解释了该实验现象。     

光栅致双折射引起偏振相关损耗的理论分析

应用耦合模理论,给出均匀布拉格光纤光栅在考虑光栅致双折射时的透射与反射系数的解析式,按照测量偏振相关损耗(PDL)的确定性与非确定性两种方法,推导出了均匀布拉格光纤光栅中偏振相关损耗的解析公式。理论分析表明,该公式能够准确分析弱双折射光纤或者各向同性光纤上写入的均匀布拉格光纤光栅的偏振相关损耗特性,同时数值模拟高双折射光纤上写入的均匀布拉格光纤光栅偏振相关损耗特性,得到的结果也与已有实验曲线相近。     

扭曲向列相液晶太赫兹相位调制器特性研究

设计了扭曲向列相液晶太赫兹相位调制器,利用琼斯矩阵模拟分析了不同扭曲角30°、45°、90°对相位调制特性的影响.得出扭曲角越小其相位延迟量越高,并且对光的利用率越高.进一步分析电压效应,结果表明同一频率下加大电压可使透过率增大,相位延迟量减小.当扭曲角为30°,选择液晶材料为LC1825,液晶盒厚度为250μm设计了...     

光偏振的矩阵与量子描述

讨论了光偏振态和偏振器件的矩阵表示和量子描述.将光子的水平偏振和竖直偏振作为一个两态系统,用光子的偏振状态描述量子计算中量子位的状态.在琼斯矩阵的基础上,给出了常用偏振器件的量子描述,相应的偏振光通过光学偏振器件时,也可用类似矩阵相乘的方法给出相应偏振器件和偏振状态的量子描述.

Abstract：

Matrix and quantum representation of polarized light and polarized elements are discussed. The horizontal polarization and vertical polarization of photon are regarded as quantum states of a tow-state system. On the basis of Jones matrix, the common polarized elements in quantum states are described. With the quantum express of polarized light and polarized elements, obtained are the polarized properties of the light via polarized elements by using matrix operation.     

基于液晶的偏振转换器数值模拟研究

进行了液晶可变相位延迟器相位调制特性的数值计算。利用Jones矩阵法推导了三片式、方位角分别为0°,45°和0°的可变相位延迟器组成的偏振转换器Jones矩阵表示形式。利用该矩阵计算了电控液晶偏振转换器偏振调制,计箅结果用Poincare图示法表示、结果表明利用该三片式偏振转换器可以实现全范围偏振态调节,且可以实现任意...     

单偏振片反射式显示非扭曲液晶的光学结构

本文介绍了高对比度反射式显示非扭曲液晶单元的光学结构,它既可用垂直开关模式,又可用水平开关模式。特别推荐了在不使用宽带1/4波长薄膜时,还能有高对比度的光学结构。通过利用所介绍的结构制成的反射单元,证实了其光学性能。     

具有预扭曲角的共面转换液晶盒的动态响应

根据Ericksen和Leslie的液晶弹性理论和动力学理论,对共面转换液晶显示器件（IPS－LCDs）的响应时间参数进行分析,将预扭曲排列引入这种模式,给邮此种盒中指向矢分布的动态方程。通过计算液晶盒的瞬时指向矢分布,得到光透过率随时间变化与扭曲角之间的关系。计算结果表明：具有预扭曲角的IPS液晶盒有很快的响应速度。