二元复合波片退偏器的研究

为了研究二元复合波片的退偏性能,采用了理论和实验相结合方法,对不同的波片复合后的米勒矩阵形式进行了理论分析和实验验证.结果表明,让两波片以不同的角速度绕光线为轴旋转,当复合波片为一个λ/4波片和一个λ/2波片组合时,只要它们的角速度满足一定的比例时,可以组合成一个比较理想的退偏器;当复合波片为两个λ/4波片组合或为两个λ/2波片组合时,无论怎样旋转都不能组合成理想退偏器.理论和实验相符合.这对指导二元复合波片退偏器的制作和在激光工程中应用具有参考意义.     

消色差偏振旋转器

消色差偏振旋转器是一种可以改变入射偏振光偏振方向的光学元件,在较宽波长范围内线偏振光通过该系统获得相同的旋转是偏振旋转器的优化设计目标。文中提出了两种结构的消色差偏振旋转器,一种是由6片波片组成的,另一种是由4片波片组成的。利用TechWiz LCD 1D软件进行模拟,其中由4片波片组成的偏振旋转器透过率可以达到99.75%以上,漏光率低于0.15%;由6片波片组成的消色差偏振旋转器的透过率可以达到99.8%～99.95%;漏光率低于0.12%。并且波片厚度在一定范围内变化时,透过率不受影响。结果表明这种消色差偏振旋转器可以实现入射线偏振光在正交方向的变化,且结构设计,参数设置较简单,消色差性能良好,符合消色差偏振旋转器的基本要求。     

圆起偏器及其对反向光的隔离性能分析

将1只线起偏器和1只λ/4波片组合，且使得λ/4波片的快轴与线起偏器出射光的光矢量成π/4，组成圆起偏器。用矩阵方法给出了圆起偏器及其对光的反向隔离的机理，并分析了λ/4波片的延迟误差及定位精度对器件性能的影响。     

楔形晶体波片消偏器的性能分析

文章介绍了单楔晶体波片消偏器的工作原理,应用Stokes矢量对其消偏性能进行仿真分析,提出了双楔晶体波片消偏器,并对两种结构的消偏器性能进行了比较.结果表明:光束直径与楔角满足一定关系时,楔形晶体波片消偏器可以实现完全消偏,双楔所要求的光束直径为单楔的一半.最后给出了双楔形消偏器和光纤相接的应用实例.     

半阴法测量λ／4波片的相位延迟

本文介绍了测量λ／４波片的半阴方法，并利用透过波片的透射光强度导出待测波片相位延迟到计算公式，分析了起偏器最佳位置的确定方法。     

精确测量1/4波片相位延迟量的新方法

提出了一种精确测量1/4波片相位延迟量的新方法。测量光路由激光器、起偏器、被测1/4波片、光弹调制器、检偏器和光电探测器构成。起偏器和检偏器的透光轴相互垂直。被测1/4波片的快轴与光弹调制器的振动轴平行,且与起偏器和检偏器的透光轴分别成±45°夹角。准直激光束依次经过起偏器、被测1/4波片、光弹调制器和检偏器的探测光强由光电探测器接收。利用探测信号的直流分量与二次谐波分量精确计算出被测1/4波片的相位延迟量。实验验证了这种测量方法的有效性,改变初始光强过程中相位延迟量测量结果的复现性为0.012°,检偏器、被测1/4波片的方位角变化1°的过程中相位延迟量测量结果的复现性为0.008°。     

复合1／4波片的等效理论及其应用

1/4波片和1/2波片是激光技术中用于激光偏振态变换的关键器件.通常人们使用的1/4波片和1/2波片大部分是由云母劈裂而成的,但是要把云母劈裂成具有严格正确的厚度是比较困难的.对于满足一定条件的两任意延迟量的波片所构成复合波片系统,当快轴之间的夹角为某一特定值时,就可以代替单1/4波片实现从线偏光到圆偏光的变换.本文根据偏振光矢量的琼斯矩阵理论,对这种复合1/4波片的工作特性进行了分析,结果表明对偏振态的变换作用可等效于一旋光器和一单1/4波片的组合.由于波片和旋光器的琼斯矩阵都是幺正矩阵,依据幺正矩阵的性质,推导出了复合1/4波片中等效旋光器的旋转角和等效单1/4波片的快轴取向角的表达式,这就为复合1/4波片的推广应用以及其对偏振态变换的分析带来极大帮助,并给出了处理此类问题的一般方法.借助于我们的等效理论,采用不同材料的两任意延迟量的波片,可望设计出全新的消色差复合1/4波片.(OG24)     

三元波片复合退偏器退偏性能的穆勒矩阵分析

为了分析三元波片复合退偏器对单色光的退偏性能的影响,利用穆勒矩阵和斯托克斯矢量对三元波片复合退偏器的退偏效应进行了理论分析,推导出了单色线偏振光经过三元波片复合退偏器后出射光偏振度的表达式,并对出射光的偏振度与各个参量的关系进行了讨论。结果表明,这种结构能够对线偏振光实现理想退偏。当=0rad,25rad/s时,退偏度P1%。这一结果对退偏器的设计研究有重要的参考价值。     

相位延迟器复合旋光器技术及其应用

提出了一种将相位延迟器复合为旋光器的技术,利用米勒矩阵对其原理与应用进行了分析。相位延迟器复合为旋光器时,将相位延迟器置于两块1/4波片之间,使两块1/4波片的快轴相互垂直且与相位延迟器的快轴分别成±45°角。利用相位延迟器复合为旋光器技术,可以将相位调制器转换为偏振方向调制器。实验验证了相位延迟器复合为旋光器和相位调制器转换为偏振方向调制器的可行性。     

基于S波片和双延迟器的矢量光场偏振调控方法

基于S波片和双延迟器的偏振特性,提出了一种矢量光场的生成及偏振调控方法,该方法能够将标量高斯光束转换为偏振态分布可调谐的矢量光束。结合Stokes-Mueller矩阵算法,建立了矢量光场偏振调控的数学模型,并仿真计算出标量高斯光束经过S波片和双延迟器（包括双1/4波片和双1/2波片两种情况）后的偏振态空间分布。讨论了双延迟器相对旋转时光场偏振分布的演化规律及机理,实验结果与数值仿真结果相互吻合,表明该方法可以实现对标量相干光场的复杂偏振调控,验证了理论分析的正确性和该方法的可行性。     

复合1／4波片工作特性分析

基于偏振光矢量的琼斯矩阵理论,本文分析了复合波片的工作特性,结果表明：复合1／4波片系统并不存在所谓的等效快轴,但对偏振态的变换作用可等效于旋光器和单1／4波片的组合。     

电光移频器在光外差干涉测量系统中的应用

本文首次提出了一种采用电光移频器取代机械旋转波片、实现光外差干涉测量的方法。此方法避免了机械旋转波片带来的复杂机械传动机构,并可获得比机械旋转波片方法大得多的移频。据此,我们设计了一个LiNbO_3晶体移频器,并在用其构成的模拟光外差干涉测量系统上进行了实验。实验结果表明,采用电光移频器的系统可获得很好的相位测量精度和相位测量线性度。     

1/2波片快慢轴方位等效性的研究

为了证明1/2波片的快、慢轴是等效的,本文利用矩阵光学的方法,从理论上进行了分析,结果表明:1/2波片在作为旋光器和延迟器使用时,其快、慢轴方位是等效的。建立了测试光路,对理论分析进行了验证,实验结果和理论分析相符合。     

影响相位延迟器Jones矩阵的因素

为了研究相位延迟器的Jones矩阵,采用理论推导和分析的方法,得到了统一的Jones矩阵表达式,并对一些文献中的Jones矩阵做了修正及说明。对λ/n波片,采用理论分析和实验验证的方法,分析验证了相位延迟量对延迟器Jones矩阵的影响。结果表明,对λ/n波片,波片厚度与材料光性对偏振光产生的物理影响等效;但对Jones矩阵的影响则不同,取快轴与x轴成θ角时,波片厚度对Jones矩阵有影响,材料光性对Jones矩阵无影响。     

相变型双光路激光光盘位相延迟器件的设计

相变型双光束光学头系统中，用到两块位相延迟器，即四分之一波片（ＱＷＰ）与二分之一波片（ＨＷＰ），其中ＱＷＰ的性能对系统的影响最大，包括光盘读出信号的信噪比（ＳＮＲ）以及伺服信号的质量。本文分析了常规波片的缺点，重点讨论了倾斜光轴波片的设计方法。     

基于基频分量消光的1/4波片快轴标定方法

提出了一种基于基频分量消光的波片快轴标定方法,并利用琼斯矩阵对其标定原理进行了分析.激光器、起偏器、相位调制器、待标定1/4波片、检偏器和光电探测器构成标定光路,起偏器、检偏器的透光轴与相位调制器的振动轴分别成 45°和0°夹角.准直激光束依次经过起偏器、相位调制器、待标定1/4波片和检偏器,由光电探测器接收.理论分析表明该标定方法标定精度主要取决于检偏器的定位误差.实验验证了该标定方法的有效性,1/4波片快轴标定结果的最大偏差为0.043°,标准差为0.012°,标定精度为0.05°.     

移相法测量波片的相位延迟量

在分析波片测量方法优缺点的基础上,借助于波片的一般琼斯矩阵公式,推导出可以测量各种波片的通用测量原理公式,提出一种新的基于移相法原理测量波片相位延迟量的方法。在波片测量时,无需被测波片的光轴和补偿片的光轴成45°要求,即不必知道波片的具体快慢光轴方位,只要将波片平行放入。该方法可以测量多种波片。测量装置采用了步进电机带动检偏器旋转,运用光栅编码器测角装置测量检偏器的转动角度,使用光电探测器采集检偏器在四个方位角度的光强值,根据移相算法得出波片的相位延迟角。该方法测量周期短,是一种方便快捷的方法。     

一种测量双片波片补偿器中光轴偏差角度的方法北大核心CSCD

双片零级波片和消色差波片是双片波片贴合的补偿器,双片波片中的光轴对准精确度影响波片的偏振调制。提出一种精密检测贴合式双片波片光轴偏差角的方法,该方法基于旋转补偿器的直通式椭偏系统,可在未知起偏器方位角和检偏器方位角相对关系的情况下,通过波片的连续旋转测量偏差角度。探讨了偏差角度对椭圆偏振测量的影响,具体描述了检测方法的原理及数学表达,并通过对检测过程的模拟验证了方法的有效性。此方法对检测和提高双波片式补偿器制造精度具有参考价值。     

一种测量双片波片补偿器中光轴偏差角度的方法

双片零级波片和消色差波片是双片波片贴合的补偿器,双片波片中的光轴对准精确度影响波片的偏振调制。提出一种精密检测贴合式双片波片光轴偏差角的方法,该方法基于旋转补偿器的直通式椭偏系统,可在未知起偏器方位角和检偏器方位角相对关系的情况下,通过波片的连续旋转测量偏差角度。探讨了偏差角度对椭圆偏振测量的影响,具体描述了检测方法的原理及数学表达,并通过对检测过程的模拟验证了方法的有效性。此方法对检测和提高双波片式补偿器制造精度具有参考价值。     

线偏振光通过多个任意厚度波片的偏振态

为了研究线偏振光通过多个任意厚度波片后的偏振态,利用线偏振光叠加的方法,对两个晶体光轴夹角为45°的不同厚度波片计算了透射的两个正交线偏振光的强度和相位差,由此得到叠加后的偏振态及透射光总强度,并分析了它们随波片延迟量、入射光方位角的变化关系。结果表明,透射光的偏振态由后面波片的延迟量决定,强度由前面波片的延迟量和入射线偏振光方位角决定,同时说明正反向使用时,透射光的偏振态和强度一般不同。该研究结果可用于类似结构退偏器（如Lyot退偏器）的分析。