石英波片延迟量的温度效应研究

波片的精度会受到温度的影响.为了研究石英波片的延迟量随温度的变化关系,以减小温度变化带来的误差,采用理论分析的方法,得出了石英波片在不同环境下使用时延迟量精度的影响因素,同时对波片在不同环境下使用时的误差进行了分析.结果表明,随温度的升高,波片延迟量规律性的减小.研究结果对于波片在不同环境下的正确使用有一定的参考价值.     

波片相位延迟的精确测量及影响因素分析

提出一种精确测量波片相位延迟的方法。将待测波片置于起偏器和检偏器之间,转动待测波片和检偏器至不同的位置并探测输出的光强,得到波片的相位延迟。采用光源调制技术和解调技术,抑制了连续光所无法克服的背景光干扰和电子噪声的干扰;将光路分为测量光路和参考光路,采用软件除法技术,消除了光源波动的影响,从而实现波片相位延迟的精确测量。详细分析了影响测量精度的误差因素,主要有光源波长变化、温度变化、入射角倾斜、转台转角误差和光源波动,计算了1064 nm波长时厚度为0.52 mm的λ/4多级结晶石英波片产生的相位延迟误差,其中光源波动的影响在作除法后有显著的改善,各误差因素的总测量误差为±1.58°。实际测量了该λ/4结晶石英波片的相位延迟为91.06°±1.78°,与理论分析相符。该测量和误差分析方法同样适合其他的波片。     

大口径波片空间相位延迟量误差研究

波片相位延迟量的常用检测方法只是针对激光光束直径(2 mm左右)的光束测出的平均值,对于大口径波片空间相位延迟量的检测,本文提出基于菲索干涉仪的检测方法,建立了波片的空间相位延迟量误差与干涉图样之间的理论数学模型,理论分析了影响相位延迟量误差主要因素有:光源的光谱宽度、石英晶体的空间折射率分布以及波片的面形误差；利用MATLAB程序编程,进行了数值计算,若要求波片的相位延迟量总误差小于一般波片测试误差1°,则光源的光谱宽度应小于0.2 nm,石英晶体的空间折射率分布误差应小于0.005,面形误差应小于200 nm；实验室搭建菲索干涉仪,选取了口径25.4 mm的石英波片进行测试,测试效果良好,测量精度为0.05°。     

测量云母双折射率的波长调制补偿方法

根据云母折射率的色散关系和相位延迟随波长变化关系,给出了一种测量双折射率比较精确的方法.通过测量云母材料的厚度和相应厚度情况下作为λ/4波片使用所对应的波长,利用相位延迟与波长及厚度函数关系式直接求得云母的双折射率.该方法简便,测量精度达到10-5量级.     

连续偏光干涉法测量波片宽波段延迟量变化

为了测量石英波片宽光谱下相位延迟量,根据连续偏光干涉原理,提出了一种新的测量方法,并给出了相应波长的延迟量数据处理办法。采用岛津UV-3101PC分光光度计双光路比对测量方法,增加了采集数据的稳定可靠性,获得了已知厚度的石英波片300nm~800nm波段的连续偏光干涉谱,进行了理论分析和实验验证,获得了波片的宽光谱相位延迟量数据。结果表明,实验曲线和理论曲线吻合较好,测量平均误差不大于2°。这一结果对研究波片延迟量色散性质以及工艺进程的引导有重要实际意义。     

近红外波段温度不敏感消色差四分之一波片的设计

为设计近红外波段温度不敏感的消色差四分之一波片,在复合波片理论的基础上,引入了温度效应的影响.通过加入自然选择的粒子群算法对三元复合消色差石英波片进行了优化设计.结果表明:在温度在0～80℃之间变化时,消色差波长范围为2 100 nm～2 500 nm的四分之一复合消色差波片对温度不敏感,且最大相位延迟量相对误差不超过1.7％,满足设计要求.     

云母晶体最大双折射率温度系数的测定

由于温度会对云母晶体的最大双折射率产生影响,影响云母波片的使用精确度.利用偏光干涉法测定了云母晶体的最大双折射率温度系数.利用岛津UV-3101PC分光光度计,在其样品室中加入温控装置.测出80 μm,300 μm和813.5μm三个不同厚度的云母波片在不同温度下的偏光干涉谱,发现干涉谱发生漂移.通过对偏光干涉谱极值点所对应波长的精确判断,准确计算出相应温度下波片的最大双折射率.求出云母晶体在紫外波段和可见光波谱段的最大双折射率温度系数表达式.实验是在波长精度为0.05 nm时进行的,测量的双折射率精度可达到10-5.     

基于光谱干涉技术的波片相位延迟量测量方法

作为波片最重要的技术参数，波片相位延迟量的精确度会直接影响整个偏振光学系统的性能，在有些情况下，使用前需要对其进行精确测量。根据偏振干涉光谱曲线分布特性提出了一种测量波片相位延迟量的方法。此方法是将待测波片置于起偏镜和检偏镜之间，利用分光光度计测量一定范围内光谱透射率曲线，通过精确提取曲线上定值透射率对应波长，利用公式可同时获得待测波片的绝对相位延迟量、有效相位延迟量、波片级次、波片厚度等多个光学参数。理论分析和实验结果表明，该方法适用于具有任意延迟量的晶体零级或多级波片，具有测量精度高、对起偏镜与检偏镜透振方向和待测波片快轴方向调节无严格要求、操作简单的优势。     

石英晶体最大双折射率色散特性的椭偏测量

为了测量石英晶体最大双折射率的色散特性,在椭偏光谱仪的水平透射测量模式下,通过对确定厚度的石英波片相位延迟量的精确测量,计算出了石英晶体的最大双折射率值,并进行了误差分析。结果表明:这种方法光路简单、操作方便,屏蔽了光源的不稳定性;双折射率测量精度达到了10-6,比连续偏光干涉法的测量精度提高了1个数量级;实现了对石英晶体的最大双折射率色散特性的连续光谱测量;此方法对其它双折射晶体材料的双折射率色散特性的研究也同样适用。     

基于空间同步移相的1/4波片相位延迟量测量误差分析

本文对基于空间同步移相的1/4波片相位延迟量的测量误差进行了分析。检偏器阵列的方位角误差是引起波片相位延迟量测量误差的主要原因。分析结果表明波片相位延迟量的测量误差跟波片的快轴方位角有关。当待测1/4波片的快轴方位角为45°时,其相位延迟量测量结果基本不受检偏器阵列的方位角误差影响。因此,空间同步移相技术不仅可以实现1/4波片相位延迟量的快速测量,还可实现精确测量。     

基于激光频率分裂的波片位相差测量方法

应用激光频率分裂技术可以测量波片的位相延迟。将波片插入到激光谐振腔内,使激光纵模产生分裂,分别探测由同级和不同级分裂纵模产生的相邻两个频差,就可以求得波片的位相延迟。这种方法只需测量频差而不依赖于任何机械量的测量,并可以将位相延迟的测量溯源到激光的波长上。实验表明,该系统的测量分辨率可达0.003°,多次重复测量的偏差在0.05°以下,系统不确定度对于厚度1.5mm的石英晶体1/4波片约为1′。     

云母波片偏光干涉谱随温度变化的漂移

为了研究云母波片的偏振参量受温度影响的情况,测量了不同温度下云母波片的偏光干涉谱。利用岛津UV-3101PC分光光度计,在其样品室中加入温控装置,改变波片的温度,对80μm,227.5μm,300μm和813.5μm 4个不同厚度的云母波片进行测量,结果发现,当温度升高时,波片的偏光干涉谱整体向短波长方向发生漂移,且温度变化越大,漂移越明显,这是由波片的厚度和双折射率受温度影响而引起的。结果表明,漂移的偏光干涉谱对于研究云母波片具有精确、直观、简单的优点,这为研究云母波片的偏振参量随温度的变化提供了方法。     

铌酸锂电光调制器的温度特性研究

采用折射率椭球基本理论和数值计算方法,分析了纵向和横向调制下,出射光光强随温度的变化趋势,以及在这过程中与晶体折射率、晶体热膨胀系数及晶体尺寸间的关系,并进行了相应的数值模拟。结果表明,纵向调制下出射光光强随温度的变化趋势只跟晶体折射率的变化有关;横向调制下出射光光强随温度的变化趋势不仅要受到晶体折射率的影响,还要受到晶体尺寸及其膨胀系数的影响,因此可以利用特殊尺寸的晶体来提高电光调制器的温度稳定性。     

1300nm-1600nm消色差四分之一波片的二元设计

随着激光技术的发展,偏光器件也越来越得到广泛的运用,消色差波片就是其中用的较多的偏光器件之一。目前激光技术中对消色差波片的要求越来越多,为了适应这种要求,进一步提高消色差波片的性能,减少它的误差,以得到更好的应用。本文通过λ/4和λ/2两个复合石英波片的进行组合的方式,基于琼斯矩阵理论,得出组合后的等效相位延迟量及波片方位之间的关系;借助matlab软件进行模拟仿真和分析,最终实现了1300nm至1600nm这个近红外波段的消色差1/4波片的设计。此设计具有精度高,波长范围宽、选材容易及制作较简单等特点,而最大误差只有0.17%,这对光通信应用是一个不错的选择,此分析方法也为制造出其它材料的性能优良的消色差波片提供了较好地理论依据和一定的参考价值。     

傅里叶/4波片双折射检测方法

为了对液晶光学相控阵的相位调制量进行高分辨率、高精度的自动化测量,采用了傅里叶/4波片法,在常规/4波片法的基础上,结合离散傅里叶变换算法完成数据处理过程,获得更高的测试精度,并且对测试环境的振动、噪声具备更好的抑制能力。实验中,利用微机控制步进电机、CCD等辅助设备,结合傅里叶/4波片法形成自动检测设备。结果表明,将标准/4波片作为测试样品,测试重复精度小于0.3;将自行研制的液晶光学相控阵作为待测样品,获得了其近场的相位分布,可看到样品的相位周期性与电极间相位凹陷等情况。     

波片相位延迟测量的简捷方法研究

通过引入波片通用琼斯矩阵公式,推导出基于补偿法原理的波片相位延迟测量分析模型,提出一种新的波片相位测量方法,测量时无需知道波片的光轴方位,可以测量多种波片。测量装置采用了步进电机带动被测波片转动,使用光栅编码器测量检偏器的预置角度,运用光功率计实现光强的采集。测量周期短,是一种迅速方便快捷的方法。     

Electrorefraction in GaInAs/InP multiple quantum wellheterostructures

Reports the first absolute measurement of electric-field-induced changes in refractive index in GaInAs quantum well heterostructures. Even for wavelengths as far as 40 meV below the absorption edge, excitonic effects dominate electro-optic phase modulation. This effect close to resonance yields index changes two orders of magnitude larger than in bulk material. The authors find that the size of the index change, its dependence on applied voltage, and its behaviour with wavelength are well described in terms of the quantum confined Stark effect on excitonic absorption     

折射率啁啾调制光纤光栅性能研究

从耦合模理论出发,详细推导出平均折射率调制啁啾系数、初始位置平均折射率调制系数和啁啾光纤Bragg光栅(FBG)周期啁啾系数之间的对应关系,并进行了数值模拟和实验研究。结果表明：通过对平均折射率调制系数进行啁啾控制,可以利用一块相位掩膜版制作出不同色散补偿量的FBG。     

Study on temperature property of band structures in one-dimensional photonic crystals

Using transfer matrix method, the optical transmission properties in one-dimensional (1-D) photonic crystal is analyzed. When the temperature varies, not only the refractive index of the optical medium is changed because of the thermo-optical effect, but also the thickness of the optical medium is changed due to the thermal-expansion effect. Thus, the structure of 1/4 wave-plate stack in original photonic crystal is destroyed and the band structure varies. In this work, the effects of the temperature variation on the first and second band gap in a 1-D photonic crystal are analyzed in detail. It is found that the changes of the starting wavelength, the cut-off wavelength and the forbidden band width depend linearly on the temperature.