格兰-傅科棱镜对单模高斯光束的影响

为了研究格兰-傅科棱镜对单模高斯光束的影响,分析了棱镜空气隙中光的干涉现象,结果表明:对于某一波长的入射光,当空气隙的厚度一定时,透射光强随棱镜结构角的变化作周期性振荡;当结构角一定时,透射光强随棱镜空气隙厚度的变化作周期性变化;且透射高斯光束的形状也随结构角以及空气隙厚度的改变发生变化;理论分析的结果还给出,对于结构角和空气隙厚度给定的成品棱镜,透射光束随入射角的变化呈周期性振荡,且棱镜对光束形貌的影响与入射光的束腰半径有关,据此,设计实验对理论结果进行实验验证,实验结果证明了理论分析的正确性.     

基于M-Z干涉的相干高斯光束远场干涉图样研究

为了使远场相干光斑分布及干涉图样的条纹间距和条纹对比度满足激光主动相干探测的要求,对基于马赫-曾德尔干涉原理的相干光发射装置发出的相干高斯光束在远场的扫描相干光场分布特性进行了分析,推导了高斯光束远场扫描相干光场的解析光强分布公式,得到了高斯光束远场扫描干涉图样。利用物理光学相关原理推导了远场的相干光光程差、干涉图样的条纹间距以及条纹对比度的表达式。数值仿真分析了马赫-曾德尔干涉光发射装置的分束镜旋转角度、探测距离和扫描角速度对远场相干光强分布特性的影响,得到了这几个物理量之间的定量关系。结果表明,远场扫描相干光强分布主要受到分束镜旋转角度、探测距离和发射装置扫描角速度等参量影响;干涉光发射装置的分束镜旋转角度同时影响远场接收屏上干涉图样的条纹间距及条纹对比度。该研究结果对实际探测中如何选取分束镜的旋转角、使其在满足条纹间距目标尺寸要求的前提下,适当调节旋转角度,获得尽可能大的条纹对比度是有帮助的。     

Semarmont棱镜对单模高斯光束光强分布影响的分析

为了研究Semarmont棱镜对单模高斯光束光强分布的影响,采用了分析相干的两束光光程差的方法,对光在Semarmont棱镜胶合介质层中的干涉效应进行了详细分析。结果表明,对于给定的入射单模高斯光束,若光在胶合层界面上的入射角、胶合层的厚度和胶合剂的折射率,三者确定其二,棱镜对透射光束光强分布的影响将随另一参量的变化作周期性振荡,且透射高斯光束的形状也会随之改变;相比较而言,棱镜对透射o光的影响要大于e光,但从总体上看,棱镜无论对o光还是对e光的影响均小于3%,在要求不是特别严格的应用中,可以忽略Semarmont棱镜对单模高斯光束光强分布的影响。     

Wollaston 棱镜对单模高斯光束光强分布影响的分析

为了研究Wollaston棱镜对单模高斯光束光强分布的影响,采用分析光在棱镜胶合层中干涉效应的方法,对透射o光和e光分别进行了分析。对于某一给定的两偏振模兼并的单模高斯光束,透射o光和e光均随入射光在胶合层介质面上入射角、胶合层的厚度及层中介质的折射率的变化作周期性振荡,且振荡的幅度和频率也随之变化,这种振荡对透射光束的影响小于0.65%。结果表明,在实际应用中,只要对透射光束光强相对变化的要求不小于0.65%,即可忽略Wollaston对高斯光束光强分布的影响。     

空心高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性

利用柯林斯公式推导出空心高斯光束在梯度折射率介质中的传输公式,并利用此解析式进行数值计算和分析,讨论了梯度折射率介质对空心高斯光束传输特性的影响。结果表明,介质梯度折射率对空心高斯光束的传输性质有较大影响。     

色散介质中超短脉冲厄米-高斯光束在相位奇点附近的光谱异常特性

基于索末菲(Sommerfeld)衍射积分公式,对色散介质中超短脉冲厄米-高斯光束在相位奇点附近的光谱异常行为进行了研究,并与真空中的光谱异常行为进行了比较.结果表明,超短脉冲厄米-高斯光束的轴上光谱蓝移,蓝移大小与群速度及脉冲宽度有关,而与群速度色散无关.色散介质中的相对光谱移动略小于真空中的相对光谱移动,脉冲宽度越大,相对光谱移动越小.光谱开关的位置与横向距离、传输介质和厄米函数阶数m,n有关,而与脉冲宽度无关.光谱开关的横向距离小于真空中的相应阶的光谱开关的横向距离,并且随光谱开关的阶数增加,真空和色散介质的相对光谱移动均缓慢减小.     

左手材料的色散和等倾干涉

研究了左手材料棱镜的色散特性和左手材料平行平板的等倾干涉特性。对于左手材料棱镜而言,其色散时出射光偏离原来的传播方向与右手材料棱镜的色散规律恰好相反,且对于同一种单色光而言,当入射角相同时,左手材料棱镜的色散偏向角大于右手材料棱镜的色散偏向角。在研究左手材料平行平板的等倾干涉特性时,推导了反射光和透射光焦平面上的光强分布公式,分析了等倾干涉条纹的级数与亮、暗条纹的关系,讨论了光程差的影响因素及影响规律,推导了存在半波损失情况下的等倾圆环的亮环半径公式和暗环宽度公式。研究发现:对于左手材料平行平板的等倾干涉条纹而言,等倾干涉圆环中心处的干涉级数较小;偏离圆环中心越远,干涉条纹的级数越大。这一规律和右手材料平行平板的等倾干涉条纹规律不同。     

厄米余弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性

基于广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法,对梯度折射率介质中的厄米余弦高斯光束传输特性进行了研究,得出了在梯度折射率介质中厄米余弦高斯光束的光场表达式,并利用此表达式作数值模拟,研究了梯度折射率介质对厄米余弦高斯光束传输特性的影响。结果表明:光强在轴上分布呈现空间周期性变化,最大光强位置与梯度折射率系数β有关;随着调制参数α的增大,轴上最大光强逐渐减小而且出现了空心分布。在同一传输面上横向光强随梯度折射率系数β增加,先增大后快速减小;并且发现调制参数α变大,光强不变,但是束腰宽变窄。     

双曲余弦高斯光束在梯度折射率介质中的束腰宽度及其位置

为了研究梯度折射率介质中双曲余弦高斯光束的束腰及其位置,推导出了双曲余弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输场,并运用空间二阶矩的定义解出了光斑尺寸、束腰宽度及位置的表达式,讨论了梯度折射率介质对双曲余弦高斯光束的光斑尺寸、束腰宽度及位置的影响。研究结果表明:梯度折射率介质中光斑尺寸随传输距离的增加出现了周期性变化,周期由折射率系数决定;随偏心参数的增大,束腰宽度先逐渐减小再逐渐增大后趋于稳定;并且发现偏心参数决定光斑尺寸振荡幅度。     

不同剖面色散缓变光纤中高斯脉冲宽度研究

理论推导了高斯脉冲在5种群色散剖面色散缓变光纤（DDF）中传输时的展宽因子。对比5种剖面DDF传输20km后的展宽因子发现：与常规的单模光纤（SMF）相比,任何一种DDF均能有效抑制高斯脉冲展宽;高斯型、线型和对数型DDF展宽程度基本相近,大约展宽了2．0～2．6倍;指数型DDF只展宽了约1．4倍,性能明显优于上述3种光纤;双曲线型DDF的效果最好,仅展宽了约1．05倍,基本实现无畸变稳定传输。     

光参量效应中低阶色散对超短高斯脉冲展宽的影响

以宽度为50 fs的超短脉冲和负单轴晶体CsLiB6O10(CLBO)为例,对非线性光学晶体中低阶群速度色散(GVD)导致的超短高斯脉冲和超高斯脉冲的脉冲展宽进行了理论分析.在光参量相互作用过程中,对初始无啁啾和有啁啾调制的超短高斯脉冲的脉冲展宽机制和因素进行了数值计算,得出群速度色散导致超短脉冲的寻常光比非寻常光脉冲展宽更严重;波长越短,脉冲展宽越大;当晶体长度等于色散长度时,脉冲宽度增加为初始时的2倍,色散长度越短,超短脉冲展宽越明显.     

云母波片偏光干涉谱随温度变化的漂移

为了研究云母波片的偏振参量受温度影响的情况,测量了不同温度下云母波片的偏光干涉谱。利用岛津UV-3101PC分光光度计,在其样品室中加入温控装置,改变波片的温度,对80μm,227.5μm,300μm和813.5μm 4个不同厚度的云母波片进行测量,结果发现,当温度升高时,波片的偏光干涉谱整体向短波长方向发生漂移,且温度变化越大,漂移越明显,这是由波片的厚度和双折射率受温度影响而引起的。结果表明,漂移的偏光干涉谱对于研究云母波片具有精确、直观、简单的优点,这为研究云母波片的偏振参量随温度的变化提供了方法。     

洛匈棱镜对单模高斯光束影响的分析

为了研究洛匈棱镜对单模高斯光束的影响,采用分析棱镜胶合剂介质层中的光的干涉效应的方法,对洛匈棱镜对单模高斯光束的影响进行了详细的理论分析。结果表明,对于给定的入射单模高斯光束,若光在胶合层界面上的入射角、胶合层的厚度和胶合剂的折射率,三者确定其二,棱镜对透射光束光强分布的影响将随另一参量的变化作周期性振荡,且透射高斯光束的形状也随之改变。比较而言,棱镜对透射o光的影响要小于e光,但从总体上看,棱镜无论对o光还是对e光的影响均小于1%。     

基于纤芯失配多模干涉的光纤折射率传感器

基于多模干涉效应的单模-多模-单模(SMS)结构光纤折射率传感器通常需要进行包层腐蚀来提高灵敏度,而且易受环境温度影响。为克服SMS结构的这些不足,提出了一种新型的基于纤芯失配多模干涉的光纤折射率传感器,由单模光纤-色散补偿光纤-单模光纤(SMF-DCF-SMF)级联光纤布拉格光栅(FBG)构成,长度不超过100mm。对其灵敏度、线性范围和温度特性等进行了测试,实验结果显示在测量折射率为1.33～1.39的折射率液时,特征波长与折射率呈线性关系,灵敏度为232.8nm,级联的FBG具有良好的温度校准功能。     

有机聚合物材料折射率色散的研究

用Ｖ－棱镜折射率仪通过对３－（１,１－二氰基噻吩）－１－苯－４,５－二羟基Ｈ－噻唑（ＤＣＮＰ）与聚醚醚酮（ＰＥＫ－ｃ）组成的主客掺杂聚合物溶液的折射率的测量,在利用了Ｌｏｒｅｎｚ－Ｌｏｒｅｎｔｚ局域场的情况下,计算出了聚合物体系的折射率。由Ｓｅｌｌｍｅｙｅｒ色散方程对所测聚合物体系折射率的模拟,得到了聚合物体系折射率的色散曲线。聚合物的折射率的测量精度约为０．７％,而且聚合物与溶剂的折射率大的差值     

光波在纯水中的色散特性理论计算结果比较

Sellmeier色散公式和扩展的Lorentz-Lorenz色散函数表达式是两种常用的描述不同温度条件下物质折射率与入射光波长的变化关系式。为了探讨两者在计算光在水中色散问题的区别,运用两种不同的计算模型,在400 ~1100 nm波长范围内,四种不同温度下,分别模拟了蒸馏水中折射率、群折射率、群速度色散及三阶色散随光波长的变化曲线,同时分析了由此两种不同理论计算模型给出的主要计算结果之间的差异。结果显示,尽管由两种关系式计算得出的蒸馏水的折射率和群折射率基本相同,但群速度色散和三阶色散的结果却存在很大的差别。     

基于模式理论的EFPI传感器输出干涉谱分析

运用模式理论研究分析了单模光纤法布里-珀罗传感器(EFPI)在白光条件下的输出干涉谱,理论推导出反射光干涉光谱的归一化函数表达式,分析得到输出干涉谱受法布里-珀罗腔的腔长和耦合系数的相位变化的共同影响,并与传统几何光学的方法相比较。通过计算机仿真,可以清晰看出各参数与输出干涉谱的关系。其研究结论为高精度和高准确度的法布里-珀罗系统的实现提供了更为精确的理论基础。