应用于VCSEL的宽角度光束控制非周期性高对比度光栅阵列

设计了特定周期和占空比的非周期性高对比度光栅来实现光束的波前相位控制,进而实现对光束的多角度控制.在研究中,采用有限时域差分法模拟了特殊排列的非周期高对比度光栅,并获得了-10.644°,-21.176°,-28.307°,10.644°,21.447°和28.418°的光束控制角度.基于这种多角度控制的高对比度光栅阵列,提出了一种具有多角度光束控制的VCSEL光源,这种尺寸极小的宽角发射VCSEL光源系统能使激光雷达系统的结构紧凑化和微型化.     

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。     

具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器

针对亚波长光栅偏振分束器无法实现垂直出射光 、集成耦合效率低的问题,本文设计了 一种具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器,可实现偏振分束且能获得垂直出射光。器 件上 层采用光栅衍射理论设计了可实现偏振分束的周期亚波长光栅,下层通过严格耦合波法与波 前相 位控制理论设计了具有光束偏转功能的非周期亚波长光栅。基于有限元软件COMSOL对设计 的器 件进行仿真分析,结果表明该器件可分开TE与TM混合偏振光且能实现光束垂直出射,两种 偏振 光的总透射率在1550nm处超过了76.5%,偏振 消光比为14.0 dB。因此通过该偏振分束器不但可 以获得垂直出射的单偏振光,而且能有效提高垂直耦合型器件的工作效率,有望应用在面向 光纤通信的集成光电器件中。     

光热光束偏转方法测量激光束特征参数

本文叙述了光热光束偏转方法的基本原理,介绍了一种新的应用光热光束偏转方法测量聚焦激光束的特征参数及聚焦透镜焦距的方法。实验测量了经单一锗透镜聚焦后的CO_2激光束的腰斑半径和位置,同时确定了聚焦锗透镜的焦距,其结果与实际情况一致。     

基于液晶空间光调制器的光束偏转控制技术北大核心CSCD

为实现基于液晶空间光调制器的非机械式光束智能控制,利用像素个数为1920×1080的硅基液晶空间光调制器搭建了一个实验系统。该系统能在空间内实现大角度、高衍射效率、连续指向的单光束,同时还可将入射光分成2、3、4、5束并单独控制每个分光束的偏转角度。介绍了空间光调制器的相位调制原理、理论模型,验证了光束偏转控制及分光束功能,分析测试系统的光路及原理,最后对实验结果进行总结并提出建议与展望。     

大气激光传输光束偏转研究

大气对战术激光造成的光束偏转将使战术激光脱离目标,通过对光束偏转的理论分析和仿真研究,结果表明折射率结构常数和离地面高度是影响光束偏转的重要因素.对光束偏转提出了简单的预补偿方法,从而可以确保战术激光精确到达靶面.     

纯相位空间光调制器动态控制光束偏转

提出并设计了一个采用液晶空间光调制器(LCSLM)作为光束动态偏转器件的无机械光束扫描系统,实现了光束的方向和强度的可编程控制,解决了远场任意图形的激光光束动态逼近问题。逼近方法采用纯相位调制技术和傅里叶迭代优化算法结合的衍射图形相位优化设计方法。介绍了点阵图形发生原理并给出实验装置图。实验结果显示,用该方法产生的二维阵列式光束,其光斑强度偏差度小于8%,图形发生响应时间小于100 ms,该实验结果能够满足多光束准确动态偏转的要求。该系统具有精确、响应快、无机械惰性等特点,在激光寻的、制导以及多目标威胁预警和反击中有着重要的研究价值。     

液晶空间光调制器用于光束偏转控制的衍射效应

液晶空间光调制器(LC-SLM)能实现光束动态偏转,而它的像素结构以及相位回卷方法造成的衍射效应使其光效率降低.通过数值仿真和实验分析了像素结构造成的衍射效应,给出了像素填充因子和衍射效率的关系.利用256 pixel×256 pixel的液晶空间光调制器构建动态光束偏转实验装置,使入射光束偏转不同角度时测量远场光斑强度,得到衍射效率随光束偏转角的变化关系.理论分析与实验结果表明,填充比越小,像素结构造成的衍射效应越强,衍射效率降低;当填充比为0.85时衍射效率的测量值仅为51.3%.相位回卷方法使液晶空间光调制器形成类似闪耀光栅结构,随着光束偏转角度的增大,衍射效率降低.     

可实现二维光束偏转的液晶相控阵模型

针对常用的闪耀光栅模型只能实现一维光束偏转、 分布不匀、偏转范围离散的不足,本文提出了一种基于微波相控阵的液晶二维光束偏转模型 。该方法通过直接控制电极相位差来改变光束偏转方向。在进行有效精确的光束偏转前,需 要对输出量进行线性度和耦合度测试。结果表明该方法具有很好的线性度,二维方向上存在 一定的耦合度。接着对二维偏转精度进行了实验,结果表明在2.1 mr ad偏转范围内实现了在x方向上优于14的连续偏转,以及在y方向上优于12的连 续偏转。最后,本文在一维偏转的基础上,实验并分析了相位图的旋转角度对偏转精度的影 响。因为探测器分辨率以及耦合度的影响,提高偏转精度可以通过利用高分辨率的探测器或 对解耦技术进行研究。     

匹配高斯光束在双光子光折变介质中的自偏转

为了研究有外加电场的双光子光折变介质中匹配高斯光束的动态演化及自偏转特性,采用数值模拟的方法,给出了匹配高斯光束在晶体中的动态演化及自偏转图形。结果表明,对于给定的与双光子光折变介质参量匹配的高斯光束,在介质中能演化为稳定的孤子波;考虑扩散效应之后,匹配高斯光束的光束中心将发生自偏转;随着外加电场的增加,高斯光束的自偏转程度增加,当外加电场达到一定强度后,高斯光束的自偏转程度随着外加电场的增加反而减小;高斯光束的自偏转程度随着入射光强的变化关系与外加电场的情况相似。     

Ultrafast unidirectional beam deflection using an electrooptictraveling phase grating with periodic domain inversion

We report a new electrooptic traveling-phase grating with periodic domain inversion and its application to ultrafast unidirectional beam deflection. The electrooptic traveling phase grating utilizes Raman-Nath diffraction to spatially separate input light to many diffracted beams on the far-field plane. Then, unidirectional optical beam deflection can be achieved by adjusting amplitudes and phases of the diffracted beams. In the experiment, ultrafast unidirectional deflection by the traveling phase grating is demonstrated at 16.25 GHz using a simple phase-only control     

用光栅作为分束器的激光光栅干涉仪

本光栅干涉仪用光栅作为分束器,使双光束发生干涉。特点是既可用来观察位相物体,也可把干涉条纹调制在位相连续变化的物体上进行测量。     

狭缝光电池的光栅角度检测方法

提出了一种新颖的单光栅增量式角度检测方法。该方法采用狭缝光电池阵列按照一定的逻辑相位组合取代光栅副中的定光栅,通过码盘与狭缝光电池阵列相互配合完成计数操作。这样既回避了狭缝与码盘的间隙问题,又降低了增量式光电编码器对抖动的敏感程度和其相关零件的精度要求,进而提高了莫尔条纹对比度,增强了细分精度,最终增强了其计量精度和计量的稳定性。采用狭缝光电池阵列可以实现在工业级大间隙的高对比度、高计量精度的角度检测,并且可从整体上较大地提高光电编码器的系统鲁棒性。     

Electrooptic beam deflection using the leaky mode of a planar waveguide

Electrooptic beam deflection using the leaky mode of a TiO/sub 2/ thin-film waveguide in optical contact with a LiNbO/sub 3/ crystal is discussed. Initial measurements yielded a deflection efficiency of 0.34 mrad/kV and suggest potential for more than an order of magnitude improvement. By depositing the waveguide directly onto the electrooptical crystal, a rugged miniature device that has the potential for high-speed operation and an angular deflection efficiency equal to or higher than that of currently available bulk devices can be fabricated. In addition to the strict tolerances on the coating thickness, the deposited films must have extremely low losses, a high refractive index, and be resistant to environmental effects.<>     

940nm VCSEL高折射率对比度亚波长光栅反射镜的设计

研究了一种940 nm GaAs基VCSEL的高折射率对比度亚波长光栅反射镜（HCG）,采用GaAs/AlO_x光栅结构,讨论了TE偏振时光栅结构中各参数对反射光谱的作用规律,分析TE、TM不同偏振时反射镜的结构特点,及形貌误差对高反射带的影响。设计的TE-HCG的高反射带中心为940 nm,在0.888～0.985 μm波长范围内,TE波反射率大于99.5%,TM波反射率低于90%,高反射带宽97 nm,Δλ/λ₀>10%。该反射镜可以与VCSEL采用一次性外延生长技术制作,且具有结构简单,制作容差大,且偏振稳定的优势,不仅有利于改善器件性能,且大大降低VCSEL的制作难度和成本。     

Electrically controlled acoustic beam deflection

A method is described for deflecting a microwave acoustic beam by controlling the group-velocity deviation in an anisotropic medium. The basic principle is presented in terms of a general wave-vector surface. A detailed treatment is then given for the special case of anisotropy due to the spin-acoustic-wave interaction in magnetic insulators. Experimental beam deflection observations in yttrium iron garnet are discussed. A brief discussion of beam deflection in current-carrying piezoelectric semiconductors is also given. Possible applications of this method of beam deflection are suggested.     

High-speed gating circuit using the E8OT beam deflection tube

This paper describes a high-speed gate circuit for an information sampling system employing the E8OT beam deflection tube. The time required to open this gate fully is less than 7 milli-microseconds. This gate is superior to conventional multigrid gates in that the circuits are less complex, more reliable and have only minimal signal feed-through. Furthermore, a preliminary stage of pulse stretching is available without additional circuit elements.     

Laser beam modulation using corner reflector and deep diffraction grating

A new scheme of the power modulator of laser beam is based on a corner-reflector unit with a relief diffraction grating that is placed on a plane of the unit and has a relief depth of several wavelengths of the laser radiation. It is shown that angular oscillations of the unit make it possible to implement modulation of the zero-order diffraction beam at a modulation depth of almost 100% and a relatively high linearity of the modulation characteristic that is reached at modulation depths of greater than 50%.     

利用光栅测量高斯光束发散度的理论计算

提出了利用不同参数Q值光栅测量单模TEM_(00)激光高斯光束发散角的方法.由大量的理论计算和一元线性回归方程误差分析得到了若干组理论误差低于1%的能用于测量的线性关系式.     

Modeling of high-speed magnetooptic beam deflection

We propose a magnetooptic (MO) deflector based on a thin-film iron garnet material that operates in the gigahertz regime. The Landau-Lifshitz equation, which governs magnetization dynamics, is combined with a beam-propagation method (BPM) to evaluate the performance of the proposed device. Using practical material parameters, a deflection efficiency of 20% is predicted. Diffraction effects and temporal response are discussed and illustrated using a quasi-time-dependent BPM. This theoretical framework is not only useful for the demonstration of the MO beam deflector, but it is also practical in the design and optimization of other magnetophotonic devices.