光偏振的矩阵与量子描述

讨论了光偏振态和偏振器件的矩阵表示和量子描述.将光子的水平偏振和竖直偏振作为一个两态系统,用光子的偏振状态描述量子计算中量子位的状态.在琼斯矩阵的基础上,给出了常用偏振器件的量子描述,相应的偏振光通过光学偏振器件时,也可用类似矩阵相乘的方法给出相应偏振器件和偏振状态的量子描述.

Abstract：

Matrix and quantum representation of polarized light and polarized elements are discussed. The horizontal polarization and vertical polarization of photon are regarded as quantum states of a tow-state system. On the basis of Jones matrix, the common polarized elements in quantum states are described. With the quantum express of polarized light and polarized elements, obtained are the polarized properties of the light via polarized elements by using matrix operation.     

四频差动激光陀螺模式损耗导致的零偏

为了进一步提高四频差动激光陀螺(DILAG)的精度,对其模式损耗导致的零偏进行了理论和实验研究.考虑气体增益介质的色散效应对环形空腔频率的修正,推导了DILAG零偏与磁场强度、氖xg.同位素配比、模式损耗、腔长等参量在不同工作方式下的关系式.采用腔长调谐、施加磁场、改变工作方式等方法进行了实验研究.研究结果给出了DIL...     

四频差动激光陀螺的研制与进展

四频差动激光陀螺原理先进,特别是在消除低转速时的闭锁效应方面具有独特的优点,因而具有强大的生命力,现已成为美国两个主要陀螺公司之一的利顿公司的第二代激光陀螺。在国内,四频差动激光陀螺的研制已经成功地走过了原理样机和实验室样机两个阶段,目前正在进行工程化攻关。本文从四频差动激光陀螺的原理和特点出发,简要介绍近年来国内外四频差动激光陀螺的研制动态,对四频差动陀螺的各种新方案和新进展进行了分析     

差分损耗对四频差动激光陀螺零漂的影响

为了减小差分损耗对四频差动激光陀螺性能的影响,根据气体激光的半经典理论,采用数值仿真的方法,对差分损耗所导致的零漂进行了理论分析。四频差动激光陀螺中4个模式由于偏振态、运行方向的不同而具有不同的单程损耗。激发模的光强和频率与单程损耗有关,差损的影响如不能在差频中抵消就导致零漂。计算了失谐频率、磁场、腔长、互易偏频、法拉第偏频、多普勒加宽和气压对3种差损系数的影响,讨论了气压和气比对差损系数的影响。结果表明,偏振差损的影响可以通过施加磁场消除,而方向和磁圆二向色性差损无法通过改变磁场和失谐频率消除;改变气压和氖同位素比例可以改变各差损系数,除了减小差损本身外,优化增益气体对减小差损零漂也有一定的作用。     

四频差激光陀螺由于稳频精度局限等引入的零漂

本文分析了四频差动激光陀螺由于稳频精度局限等原因造成其左右旋陀螺在增益曲线上不对称，并导致比例因子不对称和这种不对称的不稳定从而引入零漂的机理；还分析了影响它们的因素；并代入实验测得的稳频精度值，估测了产生的零漂大小。     

四频差动激光陀螺的热效应浅述与其温度分布的测试

本文简要分析了四频差动激光陀螺开机后热场的变化对零漂的影响（即陀螺的热效应）,提出了一些克服热效应的方法,并测定了陀螺热场。     

四频差动激光陀螺腔长敏感性的研究

为了改善四频差动激光陀螺的性能,研究了腔长敏感性随温度和工作电流变化的规律。利用气体激光器模牵引效应的经典公式,推导了四频差动激光陀螺腔长敏感性的表达式。通过扫模实验研究了腔长敏感性与温度、放电电流的关系。实验结果表明:温度越高,腔长敏感性越小;放电电流越小,腔长敏感性越小。因此采取较小的放电电流可降低四频差动激光陀螺的腔长敏感性,降低稳频误差的影响。     

异面腔激光陀螺中差分损耗的探讨

对新一代激光陀螺——异面腔激光陀螺中左、右旋偏振模式间的差分损耗效应进行了理论探讨。这种差分损耗主要是由镜片的S-P相位和Q的各向异性所引起的,它的存在将直接导致激光陀螺的零漂,从而影响陀螺的性能。     

角锥棱镜谐振腔的本征偏振态

利用琼斯矩阵方法,对角锥棱镜谐振腔的本征偏振态特性进行了分析,首次发现在角锥棱镜腔激光器中存在两种彼此独立的本征偏振态,对于增益各向同性介质,这种本征偏振态为线偏振.该结果从理论上解释了角锥激光器输出光的相干特性.     

四频差动激光陀螺减小磁效应的新方法

四频差动激光陀螺的磁效应是制约其精度提高的重要误差源之一。从四频陀螺工作原理出发,分析其物理机制,提出一种减小磁效应的新方法。基于光强差稳频思想,通过改变稳频判定标准,选择最佳稳频点;同时采取针对性措施,确保陀螺相关参量特别是总光强的稳定性。实验结果验证了此方法的有效性,对研究者有一定参考意义。     

光纤偏振模散随波长变化特性的研究

目前,偏振模散已经成为高速光纤通信系统发展的主要障碍,本文用琼斯传输矩阵法研究了偏振模散,通过数值模拟给出其统计特性,差分群时延服从麦克斯韦分布;PMD各阶项随波长随机变化;偏振主态在邦加球上的变化走向说明出现了PMD高阶项。     

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。     

光学薄膜与系统的偏振控制

在先进遥感仪器的性能表征中,偏振灵敏度是很重要的性能指标之一,它在量化高精度遥感信息反演中非常重要。光学薄膜是仪器偏振灵敏度控制中非常重要的一种手段。基于薄膜光学的传输矩阵理论,根据偏振灵敏度控制要求开展了几类光学薄膜的设计、分析和研制工作,主要包括金属反射膜、介质-金属-介质分色膜、介质分色膜、增透膜和带通滤光膜等。给出了一些已研制光学薄膜的偏振灵敏度控制的实测结果和以此研制的遥感仪器的系统偏振灵敏度的控制情况。     

几种光学陀螺的研究进展

除了He-Ne气体激光陀螺外，国内外提出了研制新型光学陀螺的多种方案。该文介绍了其中干涉式光纤陀螺、循环再入式光纤陀螺、集成光学陀螺、半导体激光陀螺的研究现状，着重介绍了超短脉冲激光陀螺研究；同时指出了光学陀螺的发展趋势。     

光纤传输系统偏振模色散对输出信号偏振度的影响

光纤通信系统的偏振模色散(PMD)是限制系统传输容量和距离的关键因素。系统输出信号的偏振度(DOP)反映了系统的偏振模色散。利用光纤通信系统的Jones矩阵模型，在理论上得到了系统的输出光脉冲Stokes矢量的表达式。在此基础上分析和计算了系统的输出脉冲的偏振度特性。结果表明，系统的输出信号的偏振度随入射脉冲偏振态的变化而变化，当入射脉冲偏振态与系统的主偏振态一致时，系统的输出信号的偏振度达到极大；同时，随着系统的偏振模色散幅度的增大而变小。系统的输出信号的偏振度还随着信号原始啁啾系数绝对值的增大而减小，但与啁啾系数的符号无关。     

光学陀螺捷联惯性系统的发展与展望

综述光学陀螺的发展及其在捷联惯性系统中的应用概况,总结其发展态势和研究方向.在简述光学陀螺的工作原理及优势的基础上,回顾美、欧等国光学陀螺的发展历程以及我国光学陀螺的研究现状,总结了光学陀螺研究的关键技术.概述捷联惯性系统的技术特点及光学陀螺在系统应用上的优势后,回顾了美、欧等国光学陀螺捷联系统的发展历程.针对我国高精...     

Passive Polarized Light Guiding and Thermally Induced Visible Fluorescence in Histidine Microstructures with Optical Switching Function

The increasing interest in implantable medical devices that incorporate photonic components has accelerated the search for new, biocompatible optical materials at micro- and nano-scale. This work proposes use of the polar amino acid L-histidine as a candidate for bio-photonic devices. L-histidine is self-assembled into diverse solid-state crystallized microstructures, one of which—the elongated hexagonal microplate—is shown to have passive waveguiding capability of polarized light. The interaction of polarized light with histidine microplates having different orientations and thicknesses is studied from Stokes parameters and Mueller matrix. The linear birefringence of histidine microplates is estimated by using the theory of generalized Jones matrix for biaxial crystals. Visible fluorescence in heated histidine microplates is discovered and its origin is discussed. The phenomenon of passive waveguiding capability of polarized light by such an elongated hexagonal microplate means that the microplate can be used as a part of an optical switch. The findings show that besides the known chemical and biological characteristics of the amino acid histidine, it also has optical properties that can be exploited in multifunctional biophotonic applications, such as waveguides, polarizers, interconnects, and light sources.     

环形激光器中的光场偏振度

对采用四频差动法偏频的环形激光器中光场偏振度进行了计算和讨论.光场的偏振用圆基坐标下的琼斯矩阵表示.光场的偏振度由反射膜片和水晶片的光学性质决定,在环形腔中的不同位置处,光场的偏振度不同.     

基于非线性AgGaSe2晶体的光纤 SO2传感器

根据SO2气体的吸收光谱,选择波长为1268nm的单极性半导体激光器和波长为1083nm的分布反馈式半导体激光器,经光纤耦合作为泵浦光并通过周期性极化的AgGaSe2晶体叠加,产生对SO2具有强吸收的7.4μm连续差频光,研制出一种光纤传感器,实现了对二氧化硫气体的检测.该传感器具有检测灵敏度高、稳定性好、结构简单及可在线测量等特点.实验结果表明,这种传感器的检测灵敏度为7.5×10-4.