对入射角不敏感的90°转向相位延迟器件设计

为了提高90°转向相位延迟器件对入射角的不敏感度,采用合适的光学材料和器件全内反射角,设计了一种对入射角不敏感的90°转向相位延迟器件.该器件的两个全反射角变化相反,当入射光的入射角变化不大时,由两个内反射角引起的相位延迟的变化可以互相补偿.从而克服了延迟量对入射角的灵敏性,并实现了90°转向.结果表明,入射角在±3°之间变化时,相位延迟偏差仅为0.08°,延迟昔的稳定性很好.     

对消色差相位延迟器全反射相变的探讨

由菲涅耳公式出发，推导了在介质内全反射时电矢量相互垂直的两个分量的相位变化方程。并用理论分析加图解的方法，多方面深入探讨了相变方程对消色差性及器件对于入射角的灵敏性的影响，对优化相位延迟器的消色差性、抗入射角变化的干扰性提供了理论依据。     

菱体型消色差延迟器的新设计

为了改善菱体型延迟器件的消色差性能,扩大材料的选择显得非常必要。根据光在介质表面全反射时发生相变这一原理,分析了菱体型消色差延迟器件,得出折射率设计点n与对应的结构角θ两者关系的规律,随着折射率设计点n的增大,虽然dn/dλ增大,但是dδ/dn却迅速减小,因此高折射率的材料可能有更好的消色差性能。结果表明,低折射率的材料熔石英相位延迟在350nm～1240nm的光谱区域内的最大延迟误差小于1.32°,而高折射率的材料LaK2玻璃相位延迟在此区域内的最大延迟误差却小于0.95°。高折射率的材料比低折射率的材料有更好的消色差性能。     

菱体型消色差延迟器的优化设计

通过对菱体型延迟器件进行优化设计,能够改善其消色差性。根据光在介质表面全反射时发生相变这一原理,分析了一个具有3个全内反射面的菱体型延迟器件,得出了相位延迟δ与全内反射角θ和相位延迟δ与介质折射率n的关系。通过对δ与θ和δ与n的关系分析,显示了扩大材料选择范围的可行性。结果表明,较大的全内反射角的选择有利于改善延迟器件的消色差性。     

对入射角不敏感的新型λ/4消色差相位延迟器

通过合理选择光学材料和器件全内反射角 ,对菲涅尔菱体型相位延迟器进行了改进 ,器件内两个全反射角不再相同 ,由内反射角引起的相位延迟的变化可以互相补偿 ,从而设计了一种对入射角不敏感的相位延迟器。它是单元结构 λ/ 4延迟器。计算表明 ,入射角变化± 2°时 ,相位延迟偏差仅为 0 .2 5°,是常规菲涅尔菱体的七分之一 ,延迟量的稳定性比镀镆菲涅尔菱体好。     

一种对入射角不敏感的λ/4消色差相位延迟器

通过合理选择光学材料和器件结构角,设计了一种对入射角不敏感的菲涅耳菱体型消色差相位延迟器.它是单元结构λ/4延迟器.计算表明:入射角变化±2.5°时,引起的相位延迟量的偏差约为0.3°,是常规菲涅耳菱体相位延迟器在同等情况下延迟量变化的1/6.     

一种对入射角不敏感的λ/4消色差相位延迟器

通过合理选择光学材料和器件结构角,设计了一种对入射角不敏感的菲涅耳菱体型消色差相位延迟器.它是单元结构λ/4延迟器.计算表明:入射角变化±2.5°时,引起的相位延迟量的偏差约为0.3°,是常规菲涅耳菱体相位延迟器在同等情况下延迟量变化的1/6.     

单层介质膜全反射棱镜光学相位延迟器的设计

反射式光学相位延迟器件在光学工程中有着广泛的应用,本文从全反射和单层介质膜理论出发,研究了光学相位延迟随光线入射角和单层膜厚度的变化,可以看到通过适当的参数组合,几乎可以设计出各种实际需要的光学相位延迟器件,而且更为重要的是,这种相位延迟器件在实现其相位延迟时没有光能量损失,这在实际应用中非常有用和重要.     

双层等折射率浮雕结构共振布儒斯特滤光片的泄漏模特性

通过调整光栅的填充系数,获得具有均质层和光栅层等效折射率相等的表面浮雕结构共振布儒斯特滤光片.深入研究了这类滤光片的泄漏模特性,并讨论光栅参数和入射条件的变化对滤光片共振特性的影响.研究表明:入射角的改变对滤光片泄漏模特性的影响不明显,但填充系数、均质层厚度以及基底折射率的改变对滤光片泄漏模特性影响很大.当填充系数f→1和f＜0.6时,以及当基底折射率接近波导层折射率(n→1.63)时,导模共振效应趋于消失.此外,随着均质层厚度的不断增大,多模共振效应将被激发,从而在一定的波长或入射角范围内导致多个泄漏模共振效应的产生.     

含负折射率材料的一维光子晶体掺杂后的滤波特性

利用转移矩阵法,研究了含负折射率材料的一维光子晶体掺杂后的滤波性质。结果表明,这种结构可以同时实现窄带滤波和大范围宽带滤波的双重功能,宽带滤波的频率范围可以通过改变材料的折射率进行调节。研究还发现,结构的透射谱对入射角的变化很敏感,入射角增大时,通带向高频区移动;当负折射率材料具有色散时,宽通带的高度降低。     

高精度菱体型消色差延迟器的优化设计

为了提高菱体型消色差λ/4相位延迟器的精度,采用使λ/4相位延迟器的延迟误差为正负偏差和在设计时选择较大的折射率的方法,对延迟器件进行了理论分析和实验验证,取得了设计高精度λ/4相位延迟器的数据。结果表明,设计的延迟器件在350nm～2000nm的光谱范围内延迟量两次为90°,且最大延迟误差小于0.04°。与常规设计的延迟器件相比,新设计的延迟器件不仅可以扩大消色差范围,而且还可以大大提高消色差精度。这一结果对设计高精度λ/4相位延迟器是有帮助的。     

温度场对实芯光子晶体光纤的影响分析

光子晶体光纤可广泛用于光纤通信系统、光电信号检测等有源和无源光器件中.利用Edlen公式分析了温度场对实芯光子晶体光纤的空气孔折射率的影响并应用热传导模型对光子晶体光纤石英介质在温度场作用下产生的热应力及折射率分布变化进行了分析,讨论了温度场变化导致光子晶体光纤中光脉冲相位和模式双折射的波动影响.与传统单模光纤相比光子晶体光纤中传播的光脉冲对温度具有较弱的敏感特性,在光电信号检测等无源器件中更具优越性.     

基于表面等离子体共振和双频激光干涉相位测量的空气折射率测量

设计了一种基于表面等离子体共振和相位检测的空气折射率实时测量系统,该系统采用双频激光外差干涉光路和具有角漂移自适应结构的表面等离子体共振传感器。理论分析表明测量光信号的p、s分量的相位差相对于参考光信号的变化与空气折射率近似呈线性关系,并由此得到测量公式,传感器的自适应结构将角漂移引起的误差降低了一个数量级并大幅提高了测量灵敏度。与Edlen公式的测量比对实验结果表明,在44.0°入射角(共振角附近)和0.1°的相位测量精度下,空气折射率的测量精度优于5×10-6。该测量系统还可为更高精度的空气折射率测量仪提供足够精确的初值。     

胶合剂折射率对格兰-汤普逊棱镜性能影响的分析

为了分析胶合剂折射率对Glan-Thompson棱镜性能的影响,采用理论分析的方法,得出棱镜视场角以及光正入射和斜入射时棱镜的透射比与胶合剂折射率的关系式。在此基础上,针对几种确定长度孔径比的Glan-Thompson棱镜,利用计算机拟合,取得棱镜视场角及透射比随胶合剂折射率变化的关系曲线,并进行了实验验证。结果表明,对于不同长度孔径比的棱镜,最大视场角不同,且对应不同的胶合剂折射率值;胶合剂折射率等于e光的主折射率时,棱镜有最大透射比;由于棱镜的长度孔径比、最大视场角、透射比以及胶合剂折射率之间有相互制约的关系,采用长度孔径比为2.5的棱镜设计和折射率为1.45~1.46的胶合剂是一种较佳的方案。这一结果对优化Glan-Thompson棱镜的视场角和透射比是有帮助的。     

Conical emissions and phase conjugation in atomic sodium vapor

Observations of a new type of conical emission in atomic sodium provide the motivation for a series of phase conjugation experiments. These experiments show large variations in the reflectivity as a function of probe angle, which are not explained by existing theory. Analysis which includes self-induced refractive index changes leads to numerical calculations, which agree well with the observations     

大视场角1/4对称膜系偏光分束镜的研究

为了增大薄膜偏光分束镜(PBS)的视场角,从对称膜系等效折射率公式和截止带理论出发,设计了对称膜系结构的大视场角PBS。利用电子枪蒸镀法制备了低高低折射率(LHL)膜系结构的PBS,利用UV3101-PC分光光度计测量了PBS在不同入射角下的透射分光光谱,通过消光比测试系统测量了PBS反射光和透射光的消光比。结果表明,偏光分光光谱随入射角变化不明显,在视场角范围内具有较好的消光比(10-3量级),实验结果与理论设计一致。由此可见,利用周期性对称膜系设计大视场角薄膜PBS是完全可行的,为研制大视场角薄膜PBS提供了新的设计方法。     

倾斜长周期光纤光栅薄膜传感器特性研究

为设计高灵敏光纤光栅薄膜传感器,基于耦合模理论研究了表面镀制高折射率敏感薄膜的倾斜长周期光纤光栅（TLPFG）耦合特性和薄膜折射率传感特性。TLPFG能激发高阶（角向序数l1）包层模耦合,高阶包层模耦合系数随倾角增大而增大,80时,高阶包层模耦合系数远小于1阶包层模耦合系数。研究表明,光栅倾角变化不影响包层模耦合谐振波长,但影响光谱透过率。进一步研究了TLPFG在80时1阶5次包层模耦合的光谱透过率对薄膜折射率变化的响应,分析了光栅结构参数（L、、）和薄膜参数（h3,n3）对薄膜折射率响应灵敏度的影响,结果表明,响应灵敏度相比于非倾斜LPFG可提高一个数量级,对薄膜折射率的分辨率可达10-9。     

棱镜型表面等离子体波传感器测量液体折射率的研究

对表面等离子体波共振现象产生的原理和激发条件进行了阐述。从电磁场理论和粒子振动的角度 ,分析了棱镜型表面等离子体波传感器产生共振的角度和待测液体折射率、介电常数的关系。通过自行设计的一套棱镜型表面离子体波传感器测试系统 ,测定了从 0 %～ 70 %的不同浓度甘油水溶液折射率与共振角度的关系 ,得到的实验结果具有较好的重复性并和理论分析相吻合。由此可以得到一种基于SPR现象的液体折射率测量方法