一种Wollaston式偏光棱镜分束特性的研究

为了对一种修正式对称分束Wollaston棱镜的分束特性进行系统分析,利用折射定律和菲涅耳公式,以632.8nm波长为例,给出了出射光与水平方向的夹角随修正角、结构角之间的变化关系曲线、光强分束比随结构角的变化关系以及入射角对棱镜分束角和出射光束对称性的影响曲线。结果表明,通过对出射端面的修正可以实现Wollaston棱镜的严格对称分束;o光、e光分束角主要取决于棱镜结构角,受棱镜修正角影响较小;光强分束比随结构角的增大变化幅度较小;当光线以小角度入射时,入射角主要影响棱镜分束角对称性;入射角在-3°~3°之间变化时,两出射光线的不对称度小于6°,可以保证较好的对称分束效果。该研究为该棱镜的设计和应用提供了理论指导。     

胶合剂折射率对格兰-汤普逊棱镜性能影响的分析

为了分析胶合剂折射率对Glan-Thompson棱镜性能的影响,采用理论分析的方法,得出棱镜视场角以及光正入射和斜入射时棱镜的透射比与胶合剂折射率的关系式。在此基础上,针对几种确定长度孔径比的Glan-Thompson棱镜,利用计算机拟合,取得棱镜视场角及透射比随胶合剂折射率变化的关系曲线,并进行了实验验证。结果表明,对于不同长度孔径比的棱镜,最大视场角不同,且对应不同的胶合剂折射率值;胶合剂折射率等于e光的主折射率时,棱镜有最大透射比;由于棱镜的长度孔径比、最大视场角、透射比以及胶合剂折射率之间有相互制约的关系,采用长度孔径比为2.5的棱镜设计和折射率为1.45~1.46的胶合剂是一种较佳的方案。这一结果对优化Glan-Thompson棱镜的视场角和透射比是有帮助的。     

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。     

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,     

成象系统中的渥拉斯顿偏振器研究

本文研究了在渥拉斯顿偏振器的两单晶介质界面上的边界条件,并给出表述光强密度、透射系数与相对位移的表达式,它不仅有助于对渥拉斯顿偏振器的光学特性的深入了解,而且对设计高分辨率和高对比度的激光光学系统有较大的指导意义.     

转向型复合式平行分束棱镜的新设计

为了更有效地增大光通过平行分束棱镜时产生的剪切差,以方便实验中光路的搭建,运用棱镜光扩束原理和菲涅耳公式对棱镜进行了优化设计,得到了一种新型的转向型复合式平行分束棱镜。经理论分析和举例论证,其在高透射比的基础上,很好地实现了增大剪切差的效果,并伴有光路转向的作用,具有较高的使用价值和实用性。     

钒酸钇偏光分束棱镜光强分束比的入射角效应

为了分析He-Ne激光斜入射钒酸钇偏光分束棱镜时光强分束比随入射角度的变化关系,根据几何关系、菲涅耳公式及相位匹配条件从理论上推导出光强分束比的数学表达式,通过实验验证,发现理论值和实验值相符合,并对存在的误差进行了分析。这为钒酸钇棱镜在偏光器件中的应用提供了重要的参考价值。     

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.     

Wollaston棱镜晶体光轴的垂直偏差对分束特性影响分析

为了了解晶体光轴精度对Wollaston棱镜性能的影响,给出了光晶体轴存在纵向垂直偏差时Wollaston棱镜分束角的精确表达式,与常规Wollaston棱镜分束角进行分析表明：o光的分束角变小,d光的分束角不受影响：当Wollaston棱镜两部分的晶体光轴存在横向偏差时,棱镜的分束角及消光比均不受影响,但棱镜的透射比...     

钒酸钇Wollaston棱镜分束特性分析

为了解钒酸钇Wollaston棱镜的分束特性,通过棱镜中的光路分析,得到光束正入射时o光光束和e光光束的分束特性公式,并用MATLAB软件拟合得到棱镜的分束特性关于入射光波长和结构角的变化关系曲线。结果表明,对于一定结构角的棱镜,其分束角具有明显的色散特性,波长越短,分束角越大,且变化也越快,在红外光谱范围,波长对棱镜分束角的影响减小,其分束角趋于稳定;分束角的对称性受波长变化的影响较小,应用中可以忽略。棱镜的结构角与入射光波长对棱镜的透射比均有影响,当棱镜的结构角一定时,透射比随入射光的波长呈振荡性变化,且o光透射比的光谱效应更为明显。该研究可以为棱镜的设计制作和实际使用提供有价值的参考。     

Wollaston棱镜宽带减反射膜的研制及测试

针对Wollaston棱镜中o、e光对应的基底折射率相差较大以及制作该晶体的冰洲石和许多薄膜材料间附着力较差的特点,为了提高镀膜材料和冰洲石基底的附着力以及提高棱镜的透过比,拓宽有效使用带宽,借助于计算机辅助设计方法,设计了高性能多层减反射膜系。选用合适的光学薄膜材料,利用电子束蒸镀,借助于离子源辅助蒸镀,制作了高性能的宽带减反射膜。测试结果表明：o光的平均剩余反射率小于1．0％,e光的平均剩余反射率小于0．5％,有效使用带宽在近红外大于200nm;薄膜和基底结合牢固,达到了设计要求,提升了棱镜的品质。     

利用坐标变换求Wollaston棱镜的分束角

利用光的折射定律和坐标变换对Wollaston棱镜的分束角随任意入射角变化关系进行了理论分析。对在不同的入射面内分束角分别随入射角的变化,对在方位角为0的入射面内分束角随结构角的变化做了详细分析并进行了实验测试,新公式得到的理论结果与实验相符合。     

基于光纤位移测量的透明液体折射率测量方法

本文提出了一种基于光纤位移测量的液体折射率测量方法。首先,采用激光干涉法设计了 液体折射率测量的光学系统,并基于激光散斑消除理论,设计了针孔滤波器合理消除散斑, 提高了系统的抗干扰能力;其次,对测量系统中的位移测量方法进行分析和研究,提出了 一种光纤式位移测量方法,并设计应用反射式光纤位移传感器,取消传统的条纹计数,实 现了位移的高精度测量,其测量分辨力可达微米级;再次,采用机械位移驱动系统,驱动 光学系统元件移动来实现光程差的自动变化,其驱动分辨力可达纳米级;最后,搭建液体 折射率总体测量演示验证系统,以纯水、溶液为实验对象,其所需待测样品的容量少 于0.001ml。实验结果表明:纯水折射率 的测量精度可达1.5×10－3, 溶液折射率测量精度可达2.1×10－3,表明该测量方法可实现液体折射率的非接触、高精度 、智能测量。     

GaAs膜内注入载流子感生的折射率相对变化谱及其对光开关特性的影响

实验测量了不掺杂GaAs膜内注入载流子感生的820～900nm波段反射率相对变化谱,从而得到对应的折射率相对变化谱,并分析其对光开关特性的影响。     

长径比对金纳米棒折射率传感灵敏度的影响

利用化学种子生长法制备了多种长径比的金纳米棒,通过监测不同折射率下金纳米棒的局域表面等离子体共振(LSPR)波长移动来研究其折射率传感的灵敏度。实验结果表明,随着纳米棒长径比增加,其折射率传感的灵敏度近似线性地提高。在监测波长范围内,灵敏度从长径比为2.5：1时的216nm/RIU增长至4.2：1时的352nm/RIU。对于长径比为4.2:1的金纳米棒,用离散偶极子近似(DDA)的方法模拟了其折射率传感的灵敏度,与实验结果基本一致。     

反射型单元结构对称分束偏光棱镜的设计

为了设计一种单元结构的反射型等分束角偏光棱镜,根据各向异性晶体中光的全反射理论及实际使用要求,从理论上对这种单元反射型棱镜的结构进行了分析,找到了一个使棱镜实现等角分束的结构角,并以此结构角为基础,分析得到了棱镜的分束角不对称度随光波入射角及入射波长的变化关系。结果表明,利用此理论结果设计的反元结构反射型偏光镜,其分束角不对称度随入射角和入射波长的变化不大,满足使用要求。