光学薄膜中的偏振效应

介绍了薄膜偏振效应的基本理论.光学薄膜在光倾斜入射时可等效为一线偏振器和一位相延迟器,这一特性可以用琼斯算法进行描述.利用薄膜的这一特性可以消除光学系统中不想要的偏振效应以保持光的偏振状态,也可以用来制作薄膜位相延迟片.用琼斯算法对YAG激光用全反射角立方反射镜的偏振特性进行了分析,并利用薄膜的偏振特性设计了两膜系对其进行了补偿;最后对一全介质高反射膜的相移特性进行了分析和优化设计,得到了一偏振保持高反射膜.     

几种波片位相延迟测量方法的比较

建立了用于波片位相延迟测量的高精度多功能测试系统,实现了在同一测试系统上应用不同的测试方法,使测试具有可比性。对光谱扫描法、Soleil补偿器法及两种光强法进行了比较测量,并结合测试结果对各种方法进行了系统的误差分析。分析结果表明,对本测试系统而言,光谱扫描法适于测量λ/2波片,测量精度主要由单色仪的精度所决定,其误差＜0.032%;Soleil补偿器法测量精度主要由Soleil补偿器精度决定,其误差＜0.18%;光强法误差与待测波片的延迟量有关,且测试光路与偏振器的缺陷对测量精度影响较大。光谱扫描法与Soleil补偿器法测量λ/2波片的结果在误差范围内相符,光强法测量结果产生较大差异的原因来自光路、偏振器及方法本身的缺陷。实验结果为不同条件下选择最佳测量方法提供了参考依据。     

光纤电流传感器的延迟光纤偏振串音误差

为了减小保偏延迟光纤偏振串音对光纤电流传感器测量精度的影响,利用琼斯矩阵研究了全光纤电流传感器的偏振耦合误差。简化了保偏延迟光纤的偏振串音模型,并基于简化模型得出了保偏延迟光纤偏振串音与输出的关系。通过理论仿真分别分析了在常温和变温条件下偏振串音对传感器变比的影响。对比实验结果与理论分析结论,验证了简化的偏振串音模型的合理性和仿真结果的正确性。测量了实际保偏延迟光纤偏振串音的温度特性,结果表明:在延迟光纤存在一定偏振串音时,光纤电流传感器的变比误差随电流的增加而增大;电流一定时,延迟光纤串音越高,光纤电流传感器的变比误差越大。最后,给出了满足光纤电流传感器0.2S级误差要求时延迟光纤偏振串音的允许波动范围。     

点衍射波前位相的测评

提出一种检测点衍射干涉仪关键部件针孔所产生的衍射光学波前的方法。介绍了点衍射波前的产生原理,分析了小孔质量状态、照明光路调整状态与波前各个像差分量之间的关系。基于信息光学基础理论,采用傅里叶变换和迭代算法,采集针孔衍射图像并进行计算分析,实现对衍射波前的位相复原以获得波前信息。阐述了测试方法的理论依据和计算公式,应用研制的位相复原分析计算软件测试并分析了实际采集的点衍射图像,通过15次的迭代,输出的位相值逐渐收敛,图像误差因子下降到0.12。目前,该方法已用于对针孔的筛选和针孔照明系统的装调中,实验结果证明了该测试方法的可行性。     

数字全息位相拼接实验研究

数字全息拼接技术旨在实现较大物体的检测或在同样的测量面积下获得更高的空间分辨力,实现方法是采集被测物体多个子孔径的数字全息图,且保持相邻子孔径之间有一定的重叠区。分别精密再现各个子孔径的数字全息图,然后将各孔径的位相信息进行拼接,以获得全孔径的位相分布。分别处理了反射型分辨力板(子孔径数为2×4)和透射性微透镜阵列(子孔径数为4×4)两个样本的全息图,并给出了消除测量光束和参考光束非等光程所引入的误差的方法。     

激光制导中偏振态动态检测技术研究

研究了激光制导中弹体旋转或光场时变与光速偏振态间的关系,在对偏振光信号特征参数分析的基础上,介绍了一种动态检测光偏振状态的方法,采用特定的相位延迟器及差和比的数据处理方式,可以消除测量装置与偏振光相对旋转的影响,并利用琼斯矩阵法分析了这一工作原理.研制的测量装置能实时给出偏振光的旋向和椭圆度.实验结果表明,相对旋转对偏振态测量的影响确实可以消除.     

数字图像的位相漂移现象研究

本文详细报导了笔者对数字图像的位相漂移现象所做的实验研究,其中提出了位相漂移的Harr小波变换探测方法。实验表明：经CCD Camera和图像卡采集的数字图像序列中存在着低频的图像抖动,即位相漂移,而且不同的CCD Camera具有不同的漂移特点和程度,甚至在同一个图像行内的漂移也不完全一致。一般在图像行内相近的位置之间,位相漂移有明显的相关性,不同的图像行之间的漂移的程度相同,但没有相关性。最后本文还给出了一种位相漂移的修正方法。     

大范围连续可变且精细可调的光学延迟器

本文报导了一种光学延迟器的设计和研制结果。该延迟器主要由一个输入三棱镜和一组共轭焦点的球面反射镜所组成,可以实现大到几百个毫微秒范围的连续可变和小到几十个飞秒的精细调节,並具有结构简单、稳定性好和保持光束质量等突出的优点。     

光学薄膜消偏振技术及进展

光线倾斜入射时,膜层不可避免地会产生偏振效应。对于大部分实际应用,此现象带来的是系统性能的劣变,必须予以消除或减少。光学薄膜的消偏振是一个非常棘手的薄膜设计问题,目前仍然缺乏一种普遍适用的一般性方法。许多论文曾致力于这一问题的研究,文章较全面地叙述了这一领域研究过程中所提出的方法,包括单波长和宽波段的消偏振技术研究的现状和进展。这些方法可以在一定条件一定程度上取得比较好的消偏振效果,具有比较重要的理论意义。     

光学薄膜淀积的计算机仿真

介绍了利用计算机对光学薄膜淀积过程进行仿真 ,编写了基于 Matlab的计算机仿真程序。对采用反射率极值法监控的镀膜系统的薄膜淀积结果以及薄膜淀积过程中监控片透射率的实时变化进行了模拟 ,根据模拟结果所计算的薄膜的光学特性曲线与成膜的实测结果一致。     

激光薄膜缺陷研究

薄膜缺陷是影响薄膜元件抗激光损伤的重要因素之一,长期以来一直是人们关注和研究的问题。首先介绍了薄膜缺陷的种类、特点及成因。在此基础上,分析了缺陷对激光损伤阈值的影响以及激光预处理对缺陷的影响。最后,对于如何减少缺陷和提高损伤阈值作了讨论。     

光学薄膜技术在光通信技术中的应用

介绍了光纤通信系统中用薄膜技术制成的光定向耦合器 ,波分复用器等原理及制作方法。叙述了用薄膜滤光片技术改善 EDFA的传输特性。     

薄膜滤光片淀积过程实时光学监控系统

介绍了一种薄膜制造实时光学监控系统,对监控系统的组成及各个模块的功能和工作原理进行分析。系统由计算机对信号进行采集、分析和判断,根据膜层的不同特点采取相应的监控方式,可以对各种规整和非规整膜系进行监控,自动开闭蒸发源挡板。     

液晶可变延迟器相位延迟-电压曲线精确快速标定

相位延迟-电压曲线的精确标定是向列型液晶可变相位延迟器能否实现高精度偏振测量的关键。为了提高液晶相位延迟的测量精度,建立了一套精确高效的自动测量系统。首先,提出了一种新的测量方法,该方法综合了光强法、索累补偿器法以及等偏离测量技术,可以解决现有方法测量精度低或效率低的问题。在此基础上建立了测量系统,并利用Labview技术实现了系统的自动化测量,进一步缩短了测量时间。最后,对系统的测量误差、重复精度以及工作效率进行了实验验证。实验结果表明,系统延迟测量误差小于0.0575%λ,重复精度小于0.0197%λ,可在30 min内完成100个延迟采样点的自动化测量。该系统适用于可见光范围内液晶可变延迟器相位延迟-电压曲线的精确标定。     

相变区纳米硅氧薄膜的微观结构及光学特性

为了研究硅异质结太阳电池中纳米硅氧薄膜的光电特性,采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备了一系列不同晶态比例的nc-SiOx∶H薄膜,利用拉曼散射光谱(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外可见透射光谱以及稳/瞬态光致发光谱等检测手段分别对薄膜的微观结构、键合配置,能带特征以及发光特性进行了表征。薄膜结构特征分析显示,随着氧掺入量的增加,薄膜由微晶向非晶转化,光学带隙逐渐增加,而处在相变区(晶化度约为10%,nc-Si尺寸约为3nm)的薄膜具有较高的中程有序度、较小的结构因子和较为致密的微观结构。薄膜稳/瞬态光致发光结果显示,一定量的氧掺入可以钝化缺陷、增强发光,而相变区薄膜的发光强度最大,表明较小尺寸的nc-Si具有较强的量子限制效应,nc-Si的量子限制效应发光是主要的载流子复合机制。     

聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的弹性模量测量研究

高聚物材料由于其易热变形、常温下状态稳定且不易被破坏等优点,是新型的存储技术———基于扫描探针显微术(SPM)的热机械超高密度信息存储技术的理想存储介质材料,存储介质的力学特性是影响热机械形成的数据斑形貌的重要因素。实验使用纳米压痕法对270nm厚聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的弹性模量进行测试,采用两次保载过程,有效地消除了材料的黏性对测试结果的影响。同时研究了基底效应的影响,通过引入与深度相关的影响因子估算基底的影响,得到PMMA薄膜在常温下的弹性模量为6.5GPa。