通道型偏振光谱仪望远镜组偏振效应分析与优化

为了满足高精度偏振探测要求,通道型偏振光谱仪在设计时需要考虑望远镜组偏振效应的影响,并对其进行相应的分析和优化。首先,分析望远镜组偏振效应的影响因素,采用坐标变换和穆勒矩阵连乘法建立了考虑膜系偏振效应的望远镜组穆勒矩阵模型,并带入通道型偏振光谱仪偏振解调模型。接着,通过同时控制S光和P光的透过率和相位延迟,设计相应的低偏振效应膜系。最后,运用偏振光线追迹的方法对镀有不同膜系的望远镜组进行偏振效应仿真。仿真结果表明,在580 nm和750 nm波长处,低偏振效应膜系与高偏振效应膜系的偏振探测精度变化不明显。而在420 nm波长处,低偏振效应膜系相较于常用膜系的边缘视场偏振探测精度提高了3.22%。低偏振效应膜系可以有效降低通道型偏振光谱仪望远镜组偏振效应,提高仪器的偏振探测精度。     

光PM-DQPSK调制格式性能研究

对偏振复用-33%归零-差分正交相移键控(PM-33%RZ-DQPSK)和偏振复用-抑制载波归零-差分正交相移键控(PM-CSRZ-DQPSK)调制格式进行了传输性能仿真,在仿真过程中,分别考虑了光纤系统中的偏振模色散(PMD)、色散(CD)和非线性效应(SPM)三种限制因素。仿真结果表明偏振复用系统比非偏振复用系统更易受到PMD、CD和非线性效应的影响。整体来看,PM-CSRZ-DQPSK调制格式的传输性能比PM-33%RZ-DQPSK更为优秀。     

半导体光放大器的偏振调制特性研究

首先理论分析了半导体光放大器的非线性偏振调制（PolM）效应,导出了稳态条件下SOA的偏振转换矩阵。通过数值仿真,描述了包括非线性自偏振调制（SPolM）、互偏振调制（XPolM）导致的偏振态在庞加球上的变化形态。计算结果表明,SOA偏振调制效应表现为偏振旋转特性,偏振旋转的大小由入射光强和偏振态决定,旋转结果表现为输出光中的TM模分量增加,而TE模分量下降。文章同时讨论了SOA驱动电流变化对PolM效应的影响以及由其引起的电光偏振调制（IPolM）效应,并仿真得出了电流变化导致的输出光偏振态的变化轨迹。     

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.     

BOTDA系统偏振效应研究动态

文章对布里渊光时域分析(BOTDA)分布式光纤传感系统中的偏振效应机理及受激布里渊散射的矢量模型分析进行了阐述。对目前国内外的研究现状,从受激布里渊散射效应中偏振相关布里渊增益谱分析、控制偏振态以及抑制偏振衰落技术等方面进行了详细介绍。布里渊光纤传感系统矢量建模分析和偏振态控制技术具有很好的研究前景,对未来研究中利用偏振态的敏感特性进行分布式传感光纤的温度、应变和振动信息测量及抑制偏振衰落来提高光纤传感系统空间分辨率都具有参考价值。     

气溶胶偏振探测仪偏振特性分析

为了确定非理想透镜组偏振效应和偏振片的透过轴角度误差对气溶胶偏振探测仪偏振测量精度的影响,首先,利用Jones矩阵描述透镜组的偏振效应,结合入射光相干矩阵推导了气溶胶偏振探测仪前置光学透镜组的起偏度;其次,利用Mueller矩阵方法推导了综合考虑入射光偏振态、透镜组起偏效应和偏振片透过轴方位角误差影响下的气溶胶偏振探测仪的偏振测量误差;最后,通过计算得到透镜组的起偏度和仪器的绝对偏振度测量误差。根据计算,0.67 μm通道透镜组最大起偏度和仪器最大绝对偏振测量误差分别是0.3143和0.2838;1.64 μm通道透镜组最大起偏度和仪器最大绝对偏振测量误差分别是0.3249和0.2937。结果显示,仪器的主要误差源是非理想透镜组的偏振效应,未经标定的气溶胶偏振测量仪存在严重的测量误差。     

2π空间全天空偏振观测系统研制与验证

在遥感观测中,天空偏振模式是大气效应的重要特征。它描述了全天空的偏振信息分布,大气效应对偏振观测的影响巨大,因此研究大气的偏振光效应是根本,它可以为减小大气效应对偏振图像的影响提供新思路。由于不同的区域和不同的观测条件对应于不同的天空偏振模式,研制天空偏振模式观测的仪器则成为了必要的前提。文中的重点在于设计一个全天空偏振观测仪器,通过精度测量,验证它的可用性。文中首先介绍了仪器的主要组成部分,包括仪器机械结构,光学设计以及电路控制,然后分析仪器的控制策略以及控制精度,最后通过对比试验,结果显示该天空偏振观测仪器可靠。     

邦加球在分析光纤偏振态传输中的应用

应用邦加球法对单模光纤及其一、二阶偏振模色散(PMD)和保偏光纤及其在非线性效应中偏振态的传输过程进行了分析。分析表明，邦加球在光纤偏振态传输的分析中具有独到之处。     

基于SIP-DSWP系统的透明玻璃面倾角分区标定偏振测量方法

由于存在边缘视场的渐晕效应,造成SIP-DSWP同时偏振成像系统的偏振信息重构存在偏差。为此,本文提出了一种通过分区仪器矩阵校正视场边缘效应的成像系统校正方法。通过对SIP-DSWP同时偏振成像系统3×3分区仪器矩阵的标定,进行了玻璃平板倾角的非接触检测实验。实验结果表明:图像边缘视场效应和噪声能够直接影响偏振成像及偏振信息(偏振度和偏转角)重构;分区仪器矩阵较平均仪器矩阵能够更准确地重构出目标场景的偏振信息,提高对透明玻璃平板倾角的检测精度,为后续偏振成像方法的研究和定量检测应用奠定了理论基础。     

偏振激光束对激光加工的影响

本文综述了激光加工中偏振效应的基本原理及相关的实验结果,展望了偏振效应的可能应用前景.     

基于自适应步长ICA的CO-OFDM系统的偏振效应均衡研究

提出一种基于自适应步长独立成分分析(ICA)法的 信道均衡算法,用于相干光正交频分复用 (CO-OFDM)系统偏振效应的补偿。基于50Gbit/s 16QAM CO-OFDM系统,偏振效应严重影响其系统传输性 能。接收端在完成系统公共相位误差(CPE)补偿后,用本文所提 算法对系统偏振效应进行 盲均衡,根据每次迭代中信道频响分离矩阵的变化量自适应调整迭代步长,然后进行 盲相互干扰(ICI)相位噪声 补偿。仿真结果表明,本文算法的系统性能补偿效果接近于差分群延迟(DGD) 为零时 的系统性能,从而证明本文算法可以有效补偿偏振效应对高速光CO-OFDM系统 性能的 劣化。与固定步长ICA算法相比,本文算法能够极大地提高了迭代算法的收敛速度,极大 地降低了算法复杂度。     

偏振相机的光学定标方案研究

偏振相机内部的多个光学表面会改变入射光束的偏振状态,并且改变的程度与入射光束的偏振态、视场角和方位角等因素有关。通过研究偏振光束与光学成像器件的相互作用,推导了考虑光学系统偏振效应的通用辐射模型,并基于辐射模型简要描述了目标偏振信息的反演方法及模型参数分离定标研究,给出了偏振相机的光学定标方案,确立了偏振相机输出与入射光束Stokes参量（I,Q,U）的定量关系,消除仪器自身的偏振效应,准确反演目标的偏振信息,为偏振遥感图像的定量化应用研究奠定基础。     

非对称耦合量子阱的二次谐波产生与量子阱参数关系研究

采用反射式二次谐波产生 (SHG)方法对非对称Ⅱ Ⅵ族耦合量子阱Zn1 -xCdxSe ZnSe的非线性光学特性进行了研究。非中心对称性和阱间耦合效应在很大程度上增强了材料的非线性效应。发现在入射光和反射光均为p偏振 ,以及入射光和反射光分别为s偏振和p偏振两种情况下 ,SHG信号都随Cd含量x的增大而减小。与ZnSe基体材料相比 ,非对称耦合量子阱 (ACQW)在可见光波段的SHG信号增强一个量级以上。同时发现SHG信号随入射光偏振角的变化而周期性地变化。     

初始啁啾参数对偏振模耦合产生啁啾的影响

研究了两正交偏振模耦合所致啁啾。利用耦合非线性薛定谔方程推导出带初始啁啾入射脉冲经偏振模耦合产生的啁啾表达式,分析了各因素对啁啾的影响。研究结果得出,入纤偏振角导致在两偏振方向上产生啁啾的差异;较弱的偏振走离效应对啁啾有一定影响,较强的偏振走离效应对啁啾几乎没有影响;初始啁啾则起了决定性的作用。     

半导体光放大器中入射光偏振不平行近简并四波混频效应的理论研究

建立了当两输入光偏振方向不平行时半导体光放大器(SOA)中近简并四波混频(FWM)效应的宽带理论模型;以基于SOA的近简并FWM型波长转换器为例,通过数值模拟,对两输入光偏振方向不平行时,输入信号光、输入抽运光、两输入光之间的波长失谐量和偏振夹角对近简并FWM效应及波长转换特性的影响进行了理论研究。结果表明,对于输入信号光和抽运光来说存在着最佳功率值;增大输入信号光波长失谐量,转换效率随之下降;随着两输入光偏振夹角的增大,转换特性变差,同时输出光的偏振角随两输入光偏振夹角的增大而增大。     

简讯

偏振光栅自成像效应中国科学院上海光学精密机械研究所周常河课题组发现了高密度光栅的偏振自成像效应。该效应显示在光栅周期接近光波波长时,入射光偏振态的改变将导致不同的光栅自成像。该所陆云清博士采用有限时域差分算法对光栅的近场分布进行计算,发现当光栅周期为2.5倍的     

基于NPR效应及NOLM的多波长SOA光纤激光器

为了获得具有超窄波长间隔的稳定多波长输出,设 计并实验验证了一种基于非线性偏振旋转(NPR)效应及NOLM的多波长SOA光纤激光器。利用 SOA的NPR效应,将SOA与其他偏振器件组合引起强度相关损耗(IDL)效应,从而抑制SOA均 匀加宽线宽内的模式竞争,实现稳定的多波长输出。Lyot-sagnac滤波器作为波长选择器件 ,选用71 m长保偏光纤(PMF)得到超窄波长间隔。另外NOLM作为功率 均衡器进一步抑制了模式竞争效应并且实现了功率均衡,提高了边模抑制比(SMSR)。通过调 节偏振控制器(PCs),最终在室温下实现了稳定且功率均衡的多波长输出,10 dB带宽内输出的波长数量为184,波长间隔为0.08 nm,SMSR高达22 dB。该激光器可作为DWDM光通信系统 中的光源。     

基于FPGA的分布式光纤传感系统偏振控制研究

为了消除基于双马赫-曾德尔干涉的分布式光纤传感系统中偏振退化和偏振相位漂移对定位性能的影响,提出了一种结构简单、效率高的基于现场可编程门阵列(FPGA)的偏振控制方法。该方法采用偏振控制器反馈技术,以两路光信号的反馈值作为控制函数,结合改进的和声搜索(IHS)算法,利用FPGA硬件并行结构和流水线技术快速实现算法迭代并控制偏振控制器调整偏振态。实验结果表明,该方法能够在短时间内调整系统偏振态,偏振控制时间约为0.7808s,系统的定位精度提高到±20m以内,有效地消除了偏振效应对定位性能的影响;另外以FPGA代替计算机作为系统的控制核心,提升了数据处理速度,缩短了偏振控制时间,提高了系统集成度从而有利于实现偏振控制仪器的小型化。     

色散管理传输系统中克尔效应对偏振模色散的补偿研究

光纤的随机双折射效应可导致脉冲无规展宽即偏振模色散(PMD)。在零路径色散管理孤子传输系统中，二阶色散和三阶色散效应均被完全补偿，克尔效应成为一种有害因素会使脉冲变窄，但是当光纤的随机双折射被考虑时，克尔效应正好与PMD相互抵消，使光脉冲准稳定传输，不同的光纤偏振模色散参数分别对应不同的最佳系统功率。此外，如果考虑不同偏振方向的损耗差异，则即使在最佳匹配条件下，微小的偏振损耗差异也可产生很大的脉宽波动。因此，偏振相关损耗是影响脉冲传输质量的相当重要的因素，不论在理论计算还是在工程设计中都应当认真考虑。     

基于双芯光纤滤波器和非线性偏振旋转效应的多波长光纤激光器

提出一种基于双芯光纤滤波器和非线性偏振旋转效应(NPR)的多波长掺铒光纤激光器。使用双芯光纤构成紧凑型全光纤马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪型滤波器作为波长选择滤波器件,利用激光谐振腔中的非线性偏振旋转效应,通过调整光纤偏振控制器(PC),在室温下得到稳定的多波长激光输出。输出激光的工作波长左右漂移小于0.02nm,输出峰值功率波动小于0.4dB,具有良好的功率和波长稳定性。