基于电光调制器的全Stokes矢量的遥感测量

在利用光学方法测量参数的技术领域,偏振光的调制和检测具有重大的实用价值.但目前的偏振遥感主要是线偏振参数的测量,不是全Stokes矢量的测量.为实现全矢量图像的测量和显示,需要构建一种应用于遥感测量的全偏振图像采集、存储、计算和显示系统.整个全偏振测量装置的核心是一个包含液晶调制器的双CCD成像装置.系统通过对液晶调制器的控制,对入射光进行相位调制,偏振分光棱镜将调制后的光束分为强度相等的两束光(o光和e光),并由两个CCD进行图像的实时同步采集,最后由数字信号处理器(DSP)进行全Stokes参数的计算并输出结果图像.实验结果表明:全Stokes矢量图像包含更多的图像信息,在目标识别和其他图像测量的应用上将会发挥巨大的作用.     

冰洲石晶体紫外波段偏光吸收系数的测试研究

为了研究冰洲石晶体在紫外波段的偏光吸收特性,制作了长、宽不相等的测试样品。利用双光路分光光度计,在测试与参考光路同时加入偏振方向相互平行的起偏棱镜,分别测量同一晶体不同长度的偏振透射光谱。通过消除光在晶体表面反射损失的影响,得到两只测试样品在紫外波段对o光、e光的吸收系数。在紫外波段同一冰洲石晶体中e光吸收系数小于o光,且波长越短差别越大;不同冰洲石晶体个体在紫外波段的吸收系数存在较大差异。结果表明,先对冰洲石晶体进行紫外偏振光谱测试,选出吸收系数小的晶体,是制作高性能紫外偏光棱镜的关键。     

表面弯曲的单轴晶体光线轨迹计算

根据光线在晶体中的轨迹公式，推导了表面弯曲的单轴晶体光线轨迹计算公式．并得到了晶体透镜的o、e光的成像点图．     

读出光偏振态控制的Ce：KNSBN光折变开关

理论分析了以读出光偏振态控制Ce：KNSBN晶体衍射光强从而实现光折变光开关操作的基本原理：在o光和e光读出条件下实验测量了o光两波耦合写入体光栅的衍射效率与写入光光强比的关系。结果表明，e光读出时最大光栅衍射效率为o光读出的13．6倍；e光读出与o光读出衍射效率之比随写入光强比的变化近似为一常数；Ce：KNSBN晶体具有良好的开关性能。     

空间调制干涉光谱仪中Wollaston棱镜的研究

对偏振型空间调制干涉光谱仪采用的偏振分光器—Wollaston棱镜的分光原理进行了深入分析,并对主截面内不同入射情况下产生的寻常光(o光)和非寻常光(e光)之间的光程差进行了计算机模拟,模拟结果为偏振型空间调制干涉光谱仪的参数设计及应用提供理论依据。     

偏振干涉成像光谱技术研究进展

综述空间调制偏振干涉成像光谱技术及其研究进展。介绍了偏振分束器（双折射晶体）的分光机理和目前国内外有代表性的偏振型光谱仪及成像光谱仪方案及发展现状,并就其广泛应用作了论述。     

调制激光用的DKDP电光晶体

随着最近光电子管的发展,电光效应的应用受到人们的重视,这次堀场制作所在日本首次研制成功了激光调制用的电光晶体(DKDP单晶)。这种DKDP单晶是把KDP晶体中的氢置换成它的同位素氘而成的,它能增强电光效应（最大重氢置换率是 99.7%)。     

偏振变换法测量固体激光器的动态热焦距

为了精确测量激光晶体的动态热焦距,提出了一种指示光偏振变换测量方法。基于几何光学成像理论,建立了热透镜动态热焦距的表达式。将准直的指示光往返两次通过具有热透镜效应的激光晶体,利用偏振变换的方法使测量光束有效的从光路中分离出来,采用CCD相机对被测光束进行探测。搭建了激光晶体的动态热焦距的实验测量装置,分别测量了端面泵浦和侧面泵浦两种工作状态激光晶体的动态热焦距,最后分析了实验测量的误差。结果表明:利用指示光偏振变换法测量激光晶体的热焦距,测量误差仅为0.8 mm,能够满足激光器谐振腔设计要求。     

光电探测器表面损伤状态偏振成像式探测系统

针对在外场实现探测器损伤状态实时探测的需求,研发了光电探测器表面损伤状态偏振成像式探测系统。理论推导了“猫眼”目标回波偏振特性参数DP和回波偏振度DOP的表达式,利用MATLAB软件仿真绘制了表面粗糙度、回波偏振度以及偏振特性的关系曲线;设计了一套同时偏振成像光学系统,开展了671 nm连续激光对电荷耦合器件（CCD）表面损伤状态的实时探测外场实验,编制了基于MATLAB GUI的回波图像可视化实时采集系统,得到了回波图像强度、偏振特性以及光斑尺寸等信息;通过光学显微镜和白光干涉仪对探测器表面损伤处和未损伤处形貌图像分析,发现探测器损伤表面可见硅基底且粗糙度参数Sq值较大;结果表明,仿真结果与实验测试结果具有良好一致性。光电探测器被损伤后,其表面粗糙度增大,回波偏振特性参数DP减小,退偏特性明显,偏振度DOP减小。偏振成像技术可有效对光电探测器表面损伤状态进行实时探测,该研究提供了一种外场条件下实时探测的好方法。     

o光入射型声光可调滤光器

该文采用氧化碲晶体制作了一种o光入射型声光可调滤光器,并对其分光原理进行了理论分析,推导出超声极角、孔径角和光波长与频率的调谐关系等o光入射型声光可调滤光器常用公式,通过实测与分析验证了其准确性。实验结果表明,该o光入射型声光可调滤光器可以对目标的o光特性进行光谱成像分析,弥补了e光入射型声光可调滤光器不能分析目标o光特性的不足。     

Single-Mode Fiber-Type Polarizer

The simple and novel fabrication technique of the fiber-type polarizer has been demonstrated and the polarization characteristics of the polarizer have been investigated. The polarizer structure consists of the eccentric core and the metal coat on the thin buffer layer whose thickness is controlled by chemical etching. The maximum extinction ratio of 41 dB (polarizer length L = 40.8 mm) was obtained at Lambda = 1.15 µm when the buffer layer thickness was about 0.3 µm. Although the insertion loss increases with decreasing the buffer layer thickness, the insertion loss of 0.66 dB was obtained with the extinction ratio of 22 dB (polarizer length L = 21.4 mm). An aluminum coat was superior to a gold coat for low propagation loss and a high extinction ratio.     

基于波长移相干涉技术的多表面信息分离

利用波长移相干涉技术对平行平板的前后表面同时进行非接触测量在光学检测领域具有重要意义。阐述一种可实现平行平板前后表面干涉混叠信号解相的时域加权算法:加权36步采样算法。首先基于算法原理与约束条件进行了加权多步采样算法的基础分布参数的设计,进而得到前表面、后表面、厚度变化干涉信号的采样权值。利用该权值进行加权操作即可得到各表面初始相位分布。选用泽尼克多项式进行了多表面干涉解相的仿真,模拟的分离结果与真值的最大误差不超过0.06 nm。此外还分析了多种误差对测量结果的影响。论文对这一厚度为20 mm的平行平板开展了测量,验证了该算法在实际测量过程中的有效性。     

毫秒激光辐射K9玻璃的激光损伤研究

利用毫秒激光损伤测试平台,通过改变焦距和聚焦位置,研究了K9玻璃前后表面附近的损伤概率和损伤形貌。结果表明,焦平面位于前表面时以热熔损伤为主,焦平面位于后表面时则以应力损伤为主,且尺寸明显大于前表面。建立二维热力学模型并对温度场和热应力场进行计算,结果显示,径向应力和环向应力是导致材料产生应力损伤的主要因素。激光辐照过程中在前表面产生的燃烧波能够增强激光能量耦合效率,是材料前表面产生熔融损伤的原因之一。此外,实验发现,焦距较短时,损伤概率随焦平面与样品表面距离的增大迅速下降,焦距较长时,易在样品前后表面同时产生损伤,这与透镜的焦深有关。     

电容式触控显示模组的抗反射结构及其性能研究

对电容式触控显示模组的抗反射结构及其性能进行研究,分析对比了当前几种用于触控显示模组的抗反射技术。结果表明:全贴合技术可将内部反射率降低到3.8%左右,super AMOLED和CBD技术可将内部反射率降低到2%以下,其都能有效地提高产品在强光环境下的可读性。此外,还提出了分别针对LCD和OLED触控显示模组的两种抗反射改进结构:前者仅需将上偏光片改为贴附在触摸屏的内表面,即可将LCD模组的内部反射率降低到4.5%,因而不仅具有低成本的优点,且在强光环境下也具有良好的可读性;后者通过圆偏光片与OGS电容触摸屏的组合,使得整个OLED模组具有更低的厚度,且内部反射率可降低到1.8%左右,由于不需采用OCA贴合,其成本也低于当前的super AMOLED模组。     

Nanoparticle‐enhanced light trapping in thin‐film silicon solar cells

A systematic investigation of the nanoparticle‐enhanced light trapping in thin‐film silicon solar cells is reported. The nanoparticles are fabricated by annealing a thin Ag film on the cell surface. An optimisation roadmap for the plasmon‐enhanced light‐trapping scheme for self‐assembled Ag metal nanoparticles is presented, including a comparison of rear‐located and front‐located nanoparticles, an optimisation of the precursor Ag film thickness, an investigation on different conditions of the nanoparticle dielectric environment and a combination of nanoparticles with other supplementary back‐surface reflectors. Significant photocurrent enhancements have been achieved because of high scattering and coupling efficiency of the Ag nanoparticles into the silicon device. For the optimum light‐trapping scheme, a short‐circuit current enhancement of 27% due to Ag nanoparticles is achieved, increasing to 44% for a “nanoparticle/magnesium fluoride/diffuse paint” back‐surface reflector structure. This is 6% higher compared with our previously reported plasmonic short‐circuit current enhancement of 38%. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

20.7% efficient ion‐implanted large area n‐type front junction silicon solar cells with rear point contacts formed by laser opening and physical vapor deposition

In this work, we report on ion‐implanted, high‐efficiency n‐type silicon solar cells fabricated on large area pseudosquare Czochralski wafers. The sputtering of aluminum (Al) via physical vapor deposition (PVD) in combination with a laser‐patterned dielectric stack was used on the rear side to produce front junction cells with an implanted boron emitter and a phosphorus back surface field. Front and back surface passivation was achieved by thin thermally grown oxide during the implant anneal. Both front and back oxides were capped with SiN_x, followed by screen‐printed metal grid formation on the front side. An ultraviolet laser was used to selectively ablate the SiO₂/SiN_x passivation stack on the back to form the pattern for metal–Si contact. The laser pulse energy had to be optimized to fully open the SiO₂/SiN_x passivation layers, without inducing appreciable damage or defects on the surface of the n⁺ back surface field layer. It was also found that a low temperature annealing for less than 3 min after PVD Al provided an excellent charge collecting contact on the back. In order to obtain high fill factor of ~80%, an in situ plasma etching in an inert ambient prior to PVD was found to be essential for etching the native oxide formed in the rear vias during the front contact firing. Finally, through optimization of the size and pitch of the rear point contacts, an efficiency of 20.7% was achieved for the large area n‐type passivated emitter, rear totally diffused cell. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

K9玻璃表面的1064nm激光损伤

K9玻璃是一种性能优异的光学材料,作为激光薄膜的基底,其抗激光损伤的特性和能力,直接影响高功率激光薄膜的性能,特别是对激光增透,偏振膜。本论文采用10ns的1064m激光,实验研究了K9玻璃前后的激光损伤特性,用Normski显微镜分析损伤图貌,结果显示玻璃前后表面的激光损伤表现不同。前表面主要表现为烧伤,后表面主要表现为破斑,前后表面的损伤阈值之比约为1．4。后表面的损伤形貌与前表面相比,基本为灾难性损伤,多次激光脉冲打击显示,后表面的激光损伤尺度随着激光脉冲数呈指数增长。     

Effect of irradiation with low-energy Ar ions on the characteristics of the working and rear sides of single-crystal GaAs substrate

Contactless methods were used to study the characteristics of the front and rear sides of single-crystal GaAs wafers whose rear side was irradiated with low-energy Ar ions. Variations in the optical and photoelectric properties of irradiated and unirradiated sides were detected. A solitonic mechanism for the penetration of defects into the crystal bulk is suggested.     

一种新的测量扭曲向列相液晶盒盒厚和扭曲角的Stokes矢量法

提出了一种新的测量扭曲向列相液晶盒盒厚和扭曲角的Stokes矢量法。根据Jones矩阵推导出了Stokes矢量与液晶盒参数的关系,其原理是通过确定经过液晶盒之后偏振光的偏振特性来求解液晶盒盒厚和扭曲角。该方法在测量一个Stokes矢量时,在液晶盒后依次放两种波片,目的是改变经过液晶盒后的光的偏振态,再置一偏振分光棱镜分开水平Ip和垂直Is线偏振分量,测得两组光强,根据公式算得该Stokes矢量,从而求解液晶盒盒厚以及扭曲角。实验中我们用该方法测量了不同盒厚、扭曲角度的TN液晶盒。实验结果证明该方法可行,结果准确,并且可以测量盒厚较小的液晶盒。最后,我们理论分析了实验误差。     

干拉法制备散射偏光片实验研究

散射偏光片是一种外观半透明略带雾度状态的新型光学功能薄膜材料。当自然光入射,一半光透射,一半光散射。这种散射偏光片在透明投影屏幕上具有应用前景,但还没有实现产业化。本文采用干法拉伸聚乙烯醇掺杂液晶(PVA∶LC)制备散射偏光片。首先,配制聚乙烯醇掺杂液晶水溶液乳胶,在平板玻璃上通过流延晾干成膜;然后采用小型拉伸机,边烘烤加热边拉伸至原长的4倍左右,制备出散射偏光片样品;最后,通过实验测试得出样品的透光率40%,偏振度57%。以样品作屏幕观察投影效果,结果显示投影偏振光与样品透光轴正交背投影效果最好。本文对于实现散射偏光片的产业化研究具有重要参考意义。