一种新型的材料内应力测试方法——偏振透射差分法

采用一种全新的偏振透射差分法-PTD(polarization transmittance difference)法来测量半导体衬底材料的内应力分布.由于该方法使用了偏振调制技术,无需旋转样品或者偏振元件进行多次测量,使得测量过程变得简单、迅速,并准确给出整体材料的内应力二维分布图.此方法属于无损测试.     

磁光调制法测量玻璃内应力

为了实现玻璃内应力的高精度测量,提出了一种磁光调制的新方法,建立了基于磁光调制的内应力测量系统.首先,根据偏振光的穆勒矩阵描述方式推导了该系统的测量模型,通过分离被测信号的直流、基频和各次谐波分量,并利用归一化的方法,消除了光强波动对测量结果的影响,并根据处理接收到的各信号分量得到玻璃内应力方向和应力双折射大小.通过测量玻璃的不同位置验证了该方法的有效性,内应力方向的测量精度为5,应力双折射的测量精度低于0.5 nm/cm,且系统具有稳定性高、精度高等特点.     

偏振正交外差光信噪比监测技术研究

传统偏振方法监测光信噪比的准确性易受偏振模色散和非线性双折射影响,提出了一种新的偏振正交外差监测方法以克服传统偏振监测方法的缺点.该方法通过将信号分成两个支路并控制偏振态达到相对偏振态正交,用偏振正交的两支路信号外差混频消去信号,通过测量保留下来的差拍噪声实现对光信噪比的监测.仿真试验证实,该方法对偏振模色散和非线性双折射引起的信号偏振态变化不敏感.     

偏振分光法光信噪比监测技术研究

偏振分光法是基于偏振特性分离信号和噪声的光信噪比(OSNR)监测技术,光纤的非线性效应和偏振模色散会引起传输信号偏振态的改变,影响OSNR的测量准确性.在介绍偏振分光法工作原理和设计流程的基础上,定量分析了非线性效应对偏振分光法测量精度的影响,最后提出了一种附加光滤波器的双通带偏振分光法OSNR测量方案,仿真实验证明该测量方法可提高OSNR的测量精度.     

基于液晶光阀和光束分析仪的Goos-H(a)nchen位移的简单测量

Goos-H(a)nchen(GH)位移只有波长数量级,在实验测量上比较困难.提出了一种基于液晶光阀(LCLV)和光束分析仪(LBP)直接测量GH位移的新方法.研究了LCLV对光偏振态调制的特性,结果发现,当外接电压发生变化时,光的偏振态也随之变化.利用LCLV对光偏振态的调制和LBP记录光斑的重心位置的变化,直接测量出TE和TM两种偏振态入射时棱镜单界面反射光束的GH位移差.这个探测方法简单,不需要复杂的外部处理电路,且实验结果与理论结果很吻合,此方法也可以进一步直接测量二维位移.     

全光纤高速模拟信号偏振态测量系统的研究

全光纤高速偏振态测量,尤其是模拟信号的偏振态高速测量在光纤通信和光纤传感等领域中有着重要应用。在深入研究光电探测器放大电路的基础上,搭建了基于光纤偏振控制器(PC)、偏振分束器(PBS)以及模拟光电探测器的全光纤高速偏振态测量系统。用搭建的系统对0~50 MHz模拟信号的偏振态进行了测量,并与商用偏振分析仪进行了误差比较。实验表明,此偏振态测量系统可实现速率0~50 MHz模拟信号Stokes参量的准确测量,显示在邦加球上的测量误差半径在0.03以下,与商用偏振分析仪处于同一量级。系统重复性良好,且可测模拟信号的速率远超目前商用偏振分析仪,为许多待测光为模拟信号的光纤传感系统提供了有效的测量手段。     

半导体光放大器的增益透明电流测量方法研究

半导体光放大器(SOA)作为全光集成器件的核心,在全光通信和光纤传感等领域中具有重要的应用前景。值得关注的是,半导体光放大器的材料增益透明决定了它的快慢光过渡点和信号增益的起始点,因此准确测量其材料增益透明对应的注入电流,对于SOA的全面应用具有重要意义。提出了一种测量SOA材料增益透明电流的方法,并深入分析了其特点。依据材料增益透明时SOA的输出功率与入射光偏振无关的特性,实验测量了不同输入光功率条件下,入射光偏振态对输出功率影响最小时,SOA的注入电流。利用上述方法,准确地测量出给定波长输入待测SOA的增益透明电流为155mA。该方法为实现其他类型任意波长注入时SOA增益透明电流的测量提供了参考,为其全面应用奠定了基础。     

偏振无关光隔离器的偏振相关损耗分析

在波动光学理论基础上,建立了求解光隔离器偏振相关损耗的理论模型,分析了影响光隔离器偏振相关损耗的因素.实际测量结果与理论分析相吻合.     

基于OCDP的保偏光纤偏振模式耦合仿真及实验

光相干域偏振检测技术广泛应用于保偏光纤中的偏振模式耦合测量和分析。针对保偏光纤中的多点偏振耦合情况,传统的分析方法主要有光路逐点分析和光谱相干矩阵分析,这些方法计算量大且不利于计算机实现。从光波传播特点及宽谱干涉特点出发,研究了保偏光纤中多点偏振耦合的仿真技术和方法,并编写了专用程序进行仿真。利用扫描迈克尔逊实现了多偏振模式耦合的测量,仿真数据与实验吻合。研究表明：通过上述方法能简便、准确地生成多耦合点干涉条纹。从而为保偏光纤中多点偏振模式耦合干涉的测量和分析提供了重要的工具。     

基于斜极化法的电光聚合物光波导偏振转换器

采用斜极化法研制了电光聚合物光波导偏振转换器,分析并设计了器件的45°斜角电极化结构,并基于DR1/PMMA电光聚合物材料,对器件进行了制作.所研制的偏振转换器,由TE模到TM模和由TM模到TE模的偏振模转换效率分别约为93.6%和95.1%,偏振转换周期电压约为380V.并讨论了器件性能进一步提高的可能性与方法.     

"1"字型保偏光纤的结构设计及其制备

保偏光纤是利用高双折射光纤的特性,使两个偏振模在传输过程中不易耦合,维持偏振态的稳定.目前一般通过应力致偏的方法使光纤纤芯内产生高的双折射,这种高双折射主要是由于光纤内不同材料的线膨胀系数差产生的内应力而形成,其机理满足应力-光弹效应,因而对应力致偏型高双折射保偏光纤的结构设计提出较高的要求.对新型"1"字型细径保偏光纤的结构设计及工艺制备方法进行了详细阐述.     

应用磁光调制器的高分辨率偏振消光测量系统

对文献 [1]的自动椭偏仪的部件偏振消光测量系统作了改进 ,用 Verdet常数为 0 .31min/ Oe· cm的铽玻璃作磁光调制材料 ,设计了新型磁光调制器和驱动电路 ,对偏振光进行直流加交流调制 ,结合使用超低噪声选频放大器和锁定放大器 ,消光角测量的重复性标准差 S3不大于 0 .0 0 0 4°     

基于两次衰减全反射结构的激光偏振控制器

为了实现激光偏振态的控制和提高两偏振态消光比,用由各向异性材料加工而成的耦合棱镜并采用两次衰减全反射方法,使具有相同入射角的TE和TM偏振态的共振激发条件不同,即当TE偏振态满足共振激发条件能量耦合进波导时,TM偏振态却不满足共振激发条件而被反射来实现其在空间上的分离.同时将电光系数较大、光学性能和热稳定性好的聚合物材料作为波导层,利用其电光效应来改变共振条件来实现输出光束偏振态的调谐.结果表明,反射型结构插入损耗小于0.2dB,器件的消光比高达27dB,驱动电压为19V.该方案预计在光信息存储、光路由、光开光以及图像处理等光学系统里有着极其广泛的应用.     

光外差法测量光探测器频率响应的系统校准

通过实验证明了光外差法测量光探测器频率响应特性的一种校准方法的有效性.首先根据光外差法的基本原理详细推导了光探测器频率响应的表达式.发现了激光器调谐过程中的输出不稳定性是影响光外差法测量光探测器频率响应特性结果准确性的主要原因.激光器的输出不稳定性主要表现在输出光的偏振方向、光功率以及光谱不稳定造成的拍频信号线宽变化.实验对两个3dB带宽分别为10GHz和50GHz的探测器进行测量,逐一比较了采用与没有采用相应校准方法的结果,验证了该校准方法的有效性.     

应用双弹光级联差频调制的红外材料应力缺陷检测研究

为了实现对Si、Ge、GaAs等红外材料应力缺陷检测,采用两个工作在不同频率的光弹性调制器级联,构成偏振测量系统。应力缺陷引入的双折射延迟量和快轴方位角两个参数,被加载到偏振测量系统调制信号中;利用数字锁相技术同时获取调制信号的基频项和差频项幅值,然后完成两个应力参数求解。详细分析了检测原理,并搭建了实验系统进行验证。实验结果表明,该检测方法及实验系统实现了应力方向角标准偏差为0.31°,应力双折射延迟量标准偏差为0.72 nm,高速、高精度和高重复度的应力缺陷检测,并且实现了Ge样品的应力缺陷方向和值大小分布测量,可为红外材料质量测试分析和评估提供有效手段。     

基于斜极化法的电光聚合物光波导偏振转换器

采用斜极化法研制了电光聚合物光波导偏振转换器,分析并设计了器件的4 5°斜角电极化结构,并基于DR1/PMMA电光聚合物材料,对器件进行了制作.所研制的偏振转换器,由TE模到TM模和由TM模到TE模的偏振模转换效率分别约为93.6 %和95 .1% ,偏振转换周期电压约为380 V.并讨论了器件性能进一步提高的可能性与方法     

基于神经网络的分振幅光偏振仪的数据处理

分振幅光偏振仪(DOAP)是一种高速测量光波偏振态的传感器。提出了一种基于人工神经网络(ANN)的分振幅光偏振仪的数据处理方法,将分振幅光偏振仪中电路系统输出的电信号作为神经网络的输入,入射光的斯托克斯参数作为神经网络的输出,建立一个前向多层神经网络模型。通过网络训练,使该网络确立了电路系统输出电信号与入射光斯托克斯参数之间的映射关系。由测量时得到的电信号,利用训练后的神经网络可以计算出待测的入射光的斯托克斯参数。测试结果表明,在测量精度方面,该方法获得的斯托克斯参数的总均方根偏差为1.9%,略优于基于矩阵运算的数据处理方法。     

PMD对偏振分光OSNR监测方法的影响

偏振模色散(PMD)引起的传输信号去偏是造成偏振分光法监测光信噪比(OSNR)准确性下降的主要因素.研究了偏振模色散对信号和放大的自发辐射(ASE)噪声功率测量的影响,推导得出了误差计算公式并通过仿真实验得到验证.理论分析和仿真实验结果均表明:测量误差随着PMD的增大而增大,当差分群时延(DGD)为80 ps时,误差达4.5 dB;测量误差还随着系统传输速率和信道自身光信噪比的提高而变大.     

基于液晶光阀和光束分析仪的Goos-Hänchen位移的简单测量

提出一种基于液晶光阀（LCLV）和光束分析仪（LBP）直接测量Goos-Hänchen（GH）位移的新方法。在文中我们首先研究了LCLV对光偏振态调制的特性,结果发现,当控制电压发生变化时,光的偏振态也随之变化。然后利用LCLV对光偏振态的调制和LBP记录光斑的重心位置的变化,直接测量出TE和TM两种偏振态入射时棱镜单界面反射光束的GH位移差。这个探测方法简单,不需要复杂的外部处理电路,且实验结果与理论结果很吻合,这个方法也可以进一步直接测量二维位移。     

基于波长扫描调制法测量保偏光纤的偏振特性

分析了保偏光纤偏振特性及其拍长和偏振消光比的基本测量原理,并根据单模保偏光纤基模的2个正交偏振模分量HEx11与HEy11间的相位差与波长的关系,推导出偏振拍长的测量关系式,提出了测量保偏光纤偏振特性的波长扫描调制法.采用此方法对熊猫型保偏光纤(YOFC-3367WY)的偏振特性进行了验证性实验研究.拍长和偏振消光比的测量结果表明,在该保偏光纤工作波长处试验结果与理论分析相当一致,说明该方法具有简单易行、测量精度高的优点.