有色方解石晶体的光谱分析

为了更好地利用有色方解石晶体,采用X射线荧光光谱仪和X射线衍射仪等仪器对浅黄色和浅紫色方解石成分进行了测试分析,用分光光度计测试了黄色方解石的透射光谱。浅黄色方解石中含有微量的镁元素和锶元素,浅紫色方解石中含有微量的锰、锶和镁元素,有色方解石晶体偏光器件的消光比可达10-6量级。结果表明,有色方解石晶体偏光器件能满足一般光学测试系统的使用要求。     

冰洲石晶体紫外波段偏光吸收系数的测试研究

为了研究冰洲石晶体在紫外波段的偏光吸收特性,制作了长、宽不相等的测试样品。利用双光路分光光度计,在测试与参考光路同时加入偏振方向相互平行的起偏棱镜,分别测量同一晶体不同长度的偏振透射光谱。通过消除光在晶体表面反射损失的影响,得到两只测试样品在紫外波段对o光、e光的吸收系数。在紫外波段同一冰洲石晶体中e光吸收系数小于o光,且波长越短差别越大;不同冰洲石晶体个体在紫外波段的吸收系数存在较大差异。结果表明,先对冰洲石晶体进行紫外偏振光谱测试,选出吸收系数小的晶体,是制作高性能紫外偏光棱镜的关键。     

冰洲石一玻璃组合超高透偏光棱镜

为了既节省稀有昂贵的冰洲石晶体材料,又尽量提高偏光棱镜的透射比,本文采用冰洲石晶体与光学玻璃组合的方法,给出一种以布儒斯特角入射来提高o光透射比的偏光棱镜的设计。样品由ZBaF3玻璃与冰洲石晶体通过大折射率液态胶合剂滇代萘胶合而成;通过实验测试,该形式棱镜的透射比均在95％以上,消光比优于10^-5。由该棱镜的理论设计和性能测试两方面都证明：冰洲石晶体与光学玻璃组合形式的偏光棱镜在一般情况下完全可以取代纯冰洲石晶体材料的偏光棱镜。     

一种新型的90o分束偏光棱镜

为了节省稀有昂贵的冰洲石晶体材料,且在保证偏光棱镜高透射比和消光比的情况下实现光路的90o分束,采用在两块ZBaF3玻璃中间胶合冰洲石晶体薄片的三元结构方案,设计了一种新型的90o分束偏光棱镜。实验测试表明：该分束偏光棱镜的透射比近90%,消光比优于10-3,而且很好的实现了光路的90o分束,在一定情况下能够取代冰洲石晶体式的设计。     

单元大分束角双反射偏光分束镜研制

通过对双反射偏光分束镜中o、e光的分裂角与晶体光轴取向和棱镜切角关系的分析,给出了一种可获得大分束角的单元结构双反射偏光分束镜设计。     

石英晶体最大双折射率色散特性的椭偏测量

为了测量石英晶体最大双折射率的色散特性,在椭偏光谱仪的水平透射测量模式下,通过对确定厚度的石英波片相位延迟量的精确测量,计算出了石英晶体的最大双折射率值,并进行了误差分析。结果表明:这种方法光路简单、操作方便,屏蔽了光源的不稳定性;双折射率测量精度达到了10-6,比连续偏光干涉法的测量精度提高了1个数量级;实现了对石英晶体的最大双折射率色散特性的连续光谱测量;此方法对其它双折射晶体材料的双折射率色散特性的研究也同样适用。     

晶体二向色性对波片性能的影响

为了更好地在晶体具有二向色性的波段使用波片,采用矩阵光学的方法,分析了晶体的二向色性对λ/4波片产生圆偏光、λ/2波片使偏振面产生旋转以及出射光振幅的影响,当线偏光光矢量与波片快轴成45°入射时,由于晶体的二向吸收,通过波片后的光不是圆偏光而是椭偏光,只有在满足条件时才能得到圆偏光,而且振幅变小;对于波片,考虑二向吸收后,线偏光光矢量的旋转不再是入射光矢量与波片快轴夹角的2倍关系,光矢量的旋转角度和振幅的变化是二向吸收系数及入射光矢量与晶体光轴夹角的函数。结果表明,晶体的二向色性对波片性能的影响是不容忽视的,在器件使用中应该引起人们的注意。     

一种简单和高灵敏度测量晶体电光系数的方法——比较法

在正交偏光干涉实验装置中,用DKDP晶体的电光效应补偿其它晶体电光效应所引起的光程变化,测量晶体电光系数相对于DKDP晶体γ63的数值,提出了一种简单和高灵敏度测量晶体电光系数的方法。     

一种新型的90°分束偏光棱镜

为了节省冰洲石晶体材料,并且在保证偏光棱镜高透射比和消光比的情况下实现光路的90°分束,采用在两块ZBaF₃玻璃中间胶合冰洲石晶体薄片的三元结构方案,设计了一种新型的90°分束偏光棱镜。实验测试表明,该分束偏光棱镜的透射比近90%,消光比优于10^－3,而且实现了光路的90°分束。可在一定情况下实现取代冰洲石晶体式设计的目的。     

基于保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的温度不敏感压力传感技术

分析和仿真了含两段保偏光纤的光纤Sagnac干涉仪输出光谱特性,获得消除两段双折射光纤交叉敏感的条件。提出了一种基于保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的温度不敏感压力传感技术。采用实心保偏光子晶体光纤作为传感光纤,搭建了基于双段保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的侧向压力传感系统,分别进行侧向压力测试及温度影响实验。实验结果表明,侧向压力灵敏度可以达到的0.287 7 nm/N,同时由温度变化引起的漂移量小于0.1 pm/℃。     

干涉因素对偏光棱镜消光比测量的影响

为了消除不同角度入射格兰-泰勒棱镜时透射光谱曲线波动干扰产生的影响,提高消光比测量系统的测量精度,以偏光棱镜作为检偏器,采用二次曲线拟合的方法,对透射曲线的极值点实现了精确判定。并采用二次光强测量方法,对棱镜入射端、出射端、胶合层反射及透射情况进行了理论分析,然后用不同角度入射时棱镜透射谱线的变化规律来解释其干扰发生的程度。结果表明,该方法消除了波动干扰影响,提高了测量棱镜消光比的精度。这一结果解决了空气隙型偏光棱镜消光比测量精度问题,同时对偏光棱镜的正确使用提供了参考建议。     

一种光子晶体滤波器的设计

设计了一种由TiO2和SiO2两种介质构成的对称式光子晶体,并在考虑色散关系的基础上,利用传输矩阵法,计算了该光子晶体的透射谱。结果表明:当入射角θ≤30°时,在0.8~1.2ν/ν0的频率范围内只有一个半宽度较窄、透射率为1的透射峰。入射角增加,透射峰中心频率发生蓝移,峰值保持不变,半宽度变化很小。与之对应的光子晶体滤波器具有极好的透射性、良好的单色性和较好的角度宽容性,特别适合小角度入射的情况。     

复介电双周期光子晶体的特性研究

利用传输矩阵法研究了复介电双周期光子晶体的带隙结构和光传输特性.研究发现:一维双周期光子晶体的光子带隙结构中在两光子晶体带隙交叠处具有很明显的两共振透射峰.当组成双周期光子晶体的一种介质为复介电且其虚部为负时,两共振透射模式都出现了较强的增益.随着复介电常量的虚部的增加,两透射增益先增加后减少,中间存在一极值点.而当组成双周苘期光子晶体的一种介质的复介电虚部为正时,表现为对两共振透射模式的吸收.这一结果为光子晶体同时实现双通道超窄带滤波器和先放大微器件提供了理论基础.     

一种具有光放大功能的滤波器设计

设计了包含缺陷层和多层异质结构的混合结构的一维光子晶体,然后在光子晶体中加入泵浦源.用传输矩阵法研究了加入泵浦源前后光子晶体的透射谱,结果发现该混合结构的光子晶体具有非常宽周且平坦的禁带,且在此禁带内只有一条极窄的透射带,加入激励源后的透射带透射率远远大于1,并且透射带的透射率和位置都可以通过调节光子晶体的参数来改变.利用这些特性,设计了一种具有放大功能的宽禁带超窄单通滤波器,当激活系数取0.033 4时,在1000～2000 nm的禁带范围内只有在红外波段1550 nm处出现一条透射率为1.1×106,3 Db带宽为0.005 nm的透射窄带.     

光子晶体光纤环偏振耦合强度温度特性实验研究

以光子晶体光纤环为研究对象,利用白光干涉仪测试了不同温度下保偏光子晶体光纤环和普通保偏光纤环内部的偏振交叉耦合强度分布,分析了光纤环中固定耦合点不同温度下的偏振耦合强度变化。结果表明,在-40℃~50℃的温度条件下,保偏光子晶体光纤环偏振耦合强度最大变化率为0.97%;普通保偏光纤环偏振耦合强度的变化率为4.71%,约为保偏光子晶体光纤环的5倍。实验研究证明,光子晶体光纤环的偏振交叉耦合强度温度稳定性高于普通保偏光纤环的偏振交叉耦合强度的温度稳定性。     

准周期结构一维光子晶体的带隙特性与滤波特性

研究了准周期结构一维光子晶体的带隙特性和滤波特性,对ZnS与MgF2和GaAs与AlAs两种电介质组合的光子晶体在层厚不变、折射率递变和折射率不变、层厚递变以及层厚不变、折射率比递变三种情况下的透射谱作了模拟计算,得到了带隙特性的变化规律,并指出了其在滤波中的应用.与周期结构光子晶体相比,准周期结构光子晶体的透射谱发生移动,带隙宽度改变.     

液晶缺陷光子晶体滤波器的光学特性

以平行向列相液晶作为缺陷层设计了一种可调谐光子晶体滤波器。采用4×4矩阵方法,对其光学特性和本征偏振态进行了理论分析。结果表明,电压较低时,存在两种本征透射模式,具有偏振敏感性,通过轴向旋转光子晶体滤波器,可以选择偏振光透射模式;随电压升高,两透射模式对应的波长趋于一致,发生模式混合,偏振敏感性消失。光子晶体带隙位置和宽度随电压变化不明显,滤波器可调谐范围可达87 nm。透射峰的位置和个数对缺陷层的厚度较为敏感。     

La3Ga5SiO14晶体电光Q开关的研究

模拟旋光晶体在激光腔中作为电光Q开关使用时的工作状态．建立了研究旋光晶体电光效应的实验装置。通过对旋光晶体在正交偏光和平行偏光干涉实验中干涉现象的研究，得到了旋光晶体在激光腔中作为电光Q开关使用时的最佳构图，并将典型的旋光晶体La3Ga5SiO14成功地制作成了电光Q开关。     

缺陷对光子晶体透射能带谱的简并效应研究

为了设计高品质、高性能的光学滤波器和光开关,利用传输矩阵法通过数值计算模拟的方式绘制1维光子晶体的透射能带谱,研究和分析了两缺陷之间距离和缺陷的厚度对光子晶体透射能带谱的简并效应。结果表明,当两缺陷之间距离越大,透射能带谱简并效应越明显,当间距增大到一定数值时,出现分立透射峰完全简并现象;当缺陷厚度整数倍增大时,光子晶体透射能带谱出现简并的趋势,但缺陷厚度奇数倍增大与偶数倍增大时,透射能带谱简并速度不一样,前者的简并速度小于后者的简并速度;缺陷厚度无论是奇数倍增大还是偶数倍增大,光子晶体透射能带谱简并的速度均逐渐减小。缺陷对光子晶体透射能带谱简并效应的调制规律,为光子晶体设计新型光学滤波器件、光学开关及其调制机制等提供了指导。     

新型光子晶体调谐滤波器的研究

提出了一种在光子晶体中引入液晶缺陷层的光子晶体调谐滤波器.用传输矩阵法给出了含液晶层时光子晶体的光谱透过率公式,对电压和液晶材料参数对调谐滤波器透射谱的影响进行了数值计算.结果表明,改变电压时光子晶体滤波器的透射峰波长和带宽作周期性变化,在适当电压作用下光子晶体具有多通道滤波功能,而液晶的厚度和固有双折射的改变几乎不能实现光子晶体滤波器的调谐作用.