基于液晶薄膜的表面等离子体动态全息空间光调制的仿真模拟

表面等离子全息有望实现平板彩色全息显示,然而现有的研究还都限于静态全息。针对如何实现表面等离子体动态全息的问题,开展了表面等离子体与电光材料耦合向空间传播电磁场方面的研究,对实现平板化动态全息具有十分重要的意义。设计了一种基于液晶空间光调制器调制的表面等离子体动态全息结构模型,并对该结构进行了理论计算和仿真分析。该方法能有效消除透射零级光从而提高再现像像质,同时得到液晶空间光调制器的周期与耦合到空间传播光角度的关系。在此基础上,通过模拟仿真总结出液晶空间光调制器的液晶层厚度和液晶折射率差值对衍射效率影响。模拟结果表明,液晶层在200 nm厚,折射率差值为0.22时,衍射效率最高可达37%。     

基于双平行相位调制器的微波光子链路系统

针对相位调制微波光子链路输出信号无法被光电探测器直接探测的问题,采用双平行相位调制器搭建微波光子链路,从而实现相位调制的直接探测。双平行相位调制器微波光子链路采用2个相位调制器,通过调节调制器的相位偏移差为π,使2路相位调制信号在接收端拍频时不会相互抵消,实现微波信号相位调制直接探测。采用光仿真软件Optisystem进行链路模拟仿真设计和性能分析,仿真结果表明:优化后的链路可有效传输相位调制信号,并具有结构简单和噪声小等优势。     

用于空间目标动态跟踪的阵列式激光束

设计了一个以256×256像素液晶空间光调制器为激光光束偏转器件的空间目标追踪系统.该系统通过空间光调制器对入射光的纯相位调制来产生动态指向空间目标的二维激光束阵列,以达到对目标的动态跟踪.阵列式光束是通过任意点阵图的相位优化设计方法产生的,该设计方法通过优化算法给出目标图形的优化相位.针对具体运动目标,进行了系统的动态性和偏转角度误差的测试实验,结果表明该追踪系统动态响应时间小于200 m s,偏转角度误差不超过0.032°.采用该方法对空间目标进行扫描跟踪,具有精确、响应快、无机械惯性等特点,在激光寻的、制导以及多目标威胁预警和反击中有重要研究价值.     

薄膜晶体管液晶显示器相位调制特性的测试

采用双光束干涉测量装置,对SONY公司的LCX023CMT的薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)进行了测试.利用计算机对得到的干涉条纹图像进行滤波、二值化、条纹细化和二值图像的滤波等一系列处理,计算出干涉条纹因LCD相位调制而移动的相位.把参考灰度分别为255和0时测得的数据做了比较并取平均值绘制出LCD相位调制特性曲线.通过定性的分析,该方法能够在一定程度减少系统误差和随机误差.在相移干涉测量中,用LCD代替PZT相移器能大大简化光路系统,同时避免机械运动,实现相移量的全数字化控制.     

用光学赝外差法探测相位变化

本文报导光学赝外差方法,它是利用LN晶体放置在迈克尔逊干涉仪的参考臂中做电光相位调制。在光电接收后,利用狭带放大器对光电信号的基频进行放大,把放大后的基频电信号与原调制电信号进行相位比较,来探测相位变化。我们利用此装置测量了PZT微位移器的工作曲线,得到了满意的结果。本文还介绍了赝外差方法在其它方面的应用。     

基于高速相位调制的菲涅耳场相位恢复

多强度相位恢复方法通过改变光学成像系统中的物理参数获得不同的编码衍射图案,实现相位的最佳收敛和高精度重建,无需额外的先验知识等优点;但现有多强度相位恢复方法在获取不同测量的过程中,往往需要不断改变成像系统的物理结构,从而导致成像结构较为复杂,需要精确移动或调整部分光学元件的空间位置,反复地对齐与校准,显著增加了相应的工作量。针对上述问题,本文提出基于高速相位调制的菲涅耳场相位恢复方法,该方法主要使用两种纯相位空间光调制器(电可调透镜/纯相位型硅基液晶)来进行相位的快速动态调制,然后通过自由空间传播到记录平面,被探测器所获取强度信息,不需要透镜装置或者改变成像系统的物理结构,使得成像结构更为紧凑和简单,避免了反复对齐与校准的过程;在重建阶段使用WF算法从获取的多幅编码衍射图案中同时重建光场的振幅和相位。仿真实验验证了本文方法的有效性和鲁棒性。本文方法的成像结构更为紧凑和简单,避免了反复对齐与校准的工作量,具有重要的应用潜力,尤其是电可调透镜调制方案,可适用于高分辨率场景的高速记录。     

光栅光调制器周期结构的优化分析与实验

针对光栅光调制器的光学调制特点,建立一种可变周期结构的光栅光调制器模型,采用Matlab软件中的数字图像处理方法进行研究。利用傅里叶变换分析两种周期结构的光栅光调制器在频谱面和像面的光场分布,并得到不同周期结构对器件调制对比度的影响。实验得到了两种结构像面的光强输出对比。结果表明:不同周期结构对器件的亮态调制效果影响不大;当器件上下反射面中心对齐,下层反射面在器件周期方向两侧各超出上层光栅面的1/2倍光栅间隙宽度时,器件具有最佳的暗态调制效果,从而得到了光栅光调制器的一种周期结构优化方案。     

中科院光电所首次提出叠层空间调制相位差技术

正中国科学院光电技术研究所光束控制重点实验室的研究人员在相位差技术研究中取得新进展:首次提出了叠层空间调制相位差技术,可通过对成像系统的光瞳平面进行小孔叠层扫描获得含有相位差异的图像,然后利用算法从中提取出成像系统的像差并复原图像。该技术在波前测量和图像复原等方面具有较大的潜在应用价值。相位差技术集波前测量和图像     

MZI产生光载毫米波的ROF系统

提出一种采用马赫增德尔干涉仪（MZI）产生光载毫米波的光纤无线通信（ROF）系统。该系统采用基带信号与本振信号的混频信号驱动光相位调制器,以产生多边带光信号,用MZI将多边带光信号的重复频率增至2倍。建立了产生光载毫米波的理论模型,并通过仿真试验验证了系统的可行性。结果表明：用40GHz光载毫米波调制2．5Gbit／s基带信号,经60km光纤传输后,眼图清晰可见,功率代价为4．2dB。     

马赫—曾德尔电光调制器原理及其在光纤通信中的应用

从电光调制器的物理原理入手,结合马赫-曾德尔干涉结构分析了电光调制器对输入信号光相位和幅值的影响。结合目前高速光纤通信常用的调制码型,分析仿真了全频率归零码、半频率归零码、抑止载波归零码和单边带调制四种调制格式。并对电光调制器中非线性的影响进行了论述。     

SLM相位调制特性对产生光学涡旋的影响

利用基于空间光调制器(SLM)的动态全息技术,能够产生高轨道角动量的光学涡旋,在光学微操纵中具有更大的优势.针对动态全息技术产生的光学涡旋存在强度调制这一现象进行了研究,通过分析SLM的相位调制机制,主要讨论了SLM的相位调制范围对产生光学涡旋的影响,结果表明:SLM的相位调制范围偏离理想值是产生光学涡旋存在强度调制的原因;SLM相位调制范围与产生的光学涡旋场强度对比度在一定范围内基本成线性关系.对光学涡旋场的最大、最小强度变化情况也做了讨论.     

基于超表面实现波长选择性波前整形（英文）

精确的、与波长相关的相位调制在许多领域中是必不可少的,比如超分辨成像、全彩色全息、微纳加工以及光通讯。这一要求很难通过单一的传统光学元件实现,一般需要使用多个光学元件组合完成。本文提出一种可以实现波长选择性波前整形的超表面设计方法。具体来说,本文设计了一种超表面,它能够对785nm波长的光做涡旋相位调制,同时不影响590nm波长的光保持原有相位分布。本文通过干涉仪以及对应点扩散函数的测量来验证不同波长下的波前分布。与已提出的空间复用方式以及色散工程的方法相比,我们提出的设计方法更加直接,优化难度小,适用于需要波长选择性编码的光学系统。本文所提平面光学器件对于需要波长选择性编码的光学系统具有重要应用意义。     

Mach-Zehnder光纤温度传感器的研究

对Mach-Zehnder干涉仪的干涉原理和温度对光纤的相位调制进行了分析，提出了基于温度对相位调制的全光纤Mach-Zehnder结构型温度传感器，采用CCD与计算机集成系统对干涉条纹进行测量与处理，给出了温度测量数据，实验表明整个温度测量系统具有较高的精度和分辨率。     

外调制器直流偏压与输出光功率特性分析

根据铌酸锂晶体的电光调制特性,采用折射率椭球方法分析了x切y传马赫-曾德强度调制器的调制原理.讨论了直流偏置电压对调制器输出相位的影响,给出直流偏压与调制器输出光功率之间的非线性特性关系式.当调制器工作在最佳的直流偏置点Vπ/2附近时为近线性工作区;当直流偏压偏离Vπ/2过多,则造成较大幅度的输出光功率变化,并导致微波光纤链路中所传输的电信号失真.实验表明,测试结果与理论分析相符.     

集成光学相位调制器相位漂移补偿方法研究

铌酸锂集成光学相位调制器是数字闭环光纤陀螺的核心器件.其半波电压随温度的变化和调制解调电路反馈通道增益的变化直接影响相位调制器调制特性,产生相位漂移,从而影响了标度因数的稳定性.为了补偿相位调制器的相位漂移,提高标度因数的稳定性,提出引入了第2反馈回路的四状态偏置调制方法,给出了偏置调制方程,并分析了偏置相位的选择对系统信噪比的影响.对采用四状态调制的光纤陀螺进行测试,所得标度因数稳定性比单闭环方波调制方案提高了近一倍.结果证明,该方法对光纤陀螺标度因数稳定性的提高是有效的,具有重要意义.     

1.31μmAPE光波导及其相关器件研究

利用退火质子交换技术对工作波长为1.31μm的X-切、Y-传LiNbO3单模光波导进行了实验研究与分析;测试了不同交换时间(te)与退火时间(ta)条件下的光波导近场模光强分布曲线;通过与单模光纤模场测试比较,获得了与单模光纤模场匹配的退火质子交换(APE)光波导,其中光纤-波导-光纤的插入损耗最低达到3.2dB;同时利用所研制的光波导制作了相位调制器与M-Z型强度调制器,并对其低频调制特性进行了测试。     

LCLV的应用

<正> 空间光调制器是用来改变光空间分布的相位,偏振和光强的。早期的应用目的是作为电视或计算机的屏幕显示、印刷中的编辑和排版,及二维光数据存贮等。自从激光问世以来,不仅使以上应用所以成为现实,并使其在相干光处理领域的应用得到了迅猛的发展。诸如在光信息处理、光数据处理和光计算中空间光调制器得到了广泛的应用,特别是二维空间光调制器,在光信息处理和光计算系统中,能充分利用光的快速、并行性处理和高度互连的能力。ac.LCLV是目前较为实用的一种空间光调制器。我们所研制的LCLV是由CdS作光导层,CdTe作光隔离层,利用向列相液晶的混合场效应而形成的多层膜结构。该四件具有结构简单,体积小、工作电压低、寿命长、分辨率高、重复性好的优点。它是一种二维光寻址的空间光调制器,它可用于大屏幕图象显示,可以方便地实现图象的非相干光—相干光的转换。在最新提出的许多光计算系统的结构方案中,可利用空间光调制器构成:细胞式的自动机、通用并行有限态计算机,关联神经网络处理器等,这些新概念有希望解决多传感处理器,图象识别、语言识别,高级符号处理及各种人工智能等复杂问题。     

基于光谱分析的强度调制器半波电压测量

为了提高信息容量,调制器的调制信号已经发展到Ka微波频段,频率往往大于10 GHz,带宽达到几十GHz.这使得其半波电压会发生明显的变化,进而直接影响到调制器的调制效率以及光谱特性.将光谱分析法推广到强度调制器半波电压的测量中,理论分析了MZM调制器(Mach-Zehder modulator,MZM)在射频(radio frequency,RF)信号调制下的输出光光谱特性,利用调制边带强度比计算调制器在不同的调制频率和调制功率下的半波电压.实验结果表明:MZM调制器半波电压随着输入射频频率的增加而上升,且与输入调制功率的变化相比,调制频率的变化对调制器半波电压的影响更大.针对不同调制条件下对强度调制器的半波电压进行测量,可为优化设计微波光子链路提供基础数据,对提高系统的传输性能具有重要实用意义.     

单模石英光纤光克尔常数的测量

描述了一种测量石英单模光纤光克尔常数的实用方法．采用石英单模光纤作为光克尔介质构成全光纤马赫－琴德干涉仪，将干涉仪的一臂注入强光，使其折射率被强光调制，出现非线性特性，即光克尔效应．通过干涉计量方法，利用销相放大器测量输出光强的变化，从而得到该石英光纤的光克尔常数．测量结果为：Ｋ＝３．９８×１０－２０ｍ２／Ｗ     

适于机器人视觉的一种光电混合图像识别系统

根据Joint变换相关原理,利用液晶光阀与小型CRT管耦合以构成电寻址的空间光调制器,来实现可编程的光电混合模式识别系统。建立了适合于智能机器人视觉的整体结构,并给出了有关的实验结果。