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.     

用于光子晶体波导慢光测试的时间和相位延迟方法

光子晶体慢光波导以其体积小,易于集成等优点,近年来成为国内外研究者用于实现全光缓存器的热点技术。基于SOI晶圆制作了光子晶体波导,并对其进行了数值仿真和实验测试。计算了波导的能带和群折射率与波长的关系曲线。通过相位延迟和时间延迟方法对波导群折射率进行了测量。相位延迟方法得到的群折射率曲线与仿真结果具有相同的趋势。通过时间延迟的方法测量了脉冲延时,大约是4.7 ps,得到的结果与相位延迟计算结果相吻合。     

迈克尔逊干涉仪在相位相干成像测量系统中的应用

传统4f相位相干成像测量技术中,利用相位物体使测量材料产生的相位变化转换为可直接观察的振幅变化,实现材料光学非线性折射率的测量。然而相位物体的厚度是固定不变的,相位延迟会随激光波长的改变而改变,测量中需要更换合适的相位物体。理论分析了不同激光波长对相位物体相移大小的影响,详细讨论了不同形状光束下相位物体的半径和相移的大小对4f相位相干成像系统灵敏度的影响。利用了迈克尔逊干涉仪中两束光的相位延迟替代传统相位物体的功能,实现了一种相位可调的相位物体。因为迈克尔逊干涉仪两束光的相位延迟连续可调,使得在不同形状光束及不同波长激光下的测量灵敏度达到最优。该方法进一步完善了4f相位相干成像测量技术,不仅解决了传统相位物体的不足,而且提高了系统测量的精度。     

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。     

双折射滤波器晶体片厚度精度与滤波性能的研究

为了对双折射滤波器中晶体片厚度需要达到的精度进行定量分析,根据双折射滤波器的滤波原理,引入了晶体片材料的双折射率色散,得出了晶体片的厚度偏差、相位延迟量偏差、目标波长移动量之间的关系,最后进行了模拟验证。结果表明,对于铌酸锂晶体制作的晶体片,材料的双折射率色散是不可忽略的,基于它得到的厚度精度是保证滤波器性能的必要条件,这些研究结论对于高性能双折射滤波器的实际制作有重要的参考价值。     

石英波片相位延迟随温度的变化行为

介绍了波片的相位延迟量随温度的变化行为,并提出一种测量相位延迟量的方法。由于温度的变化会对波片的相位延迟量产生影响,从而影响波片的使用精确度,为减小此影响,提高波片在不同温度下的使用精确度,需要对波片的特性进行分析。理论和数值地分析了石英波片的温度特性,得到石英波片的折射率温度系数和热膨胀系数的关系及折射率温度系数与波长的关系,为正确设计和使用波片提供参数选择依据。一块厚约1.8 mm的波片,对应波长632.8 nm,温度每升高1℃,其延迟量约减少1°。针对石英波片在不同温度下使用时的不足之处,提出一种测量方法(即电光调制法)用来测量波片的相位延迟量,当信号电压控制在±700 V时,其延迟测量精度可控制在1%以内。     

任意波长云母波片位相延迟的测量

本文描述了利用偏光干涉对任意波长云母波片位相延迟进行测量的方法原理.能够测量任意波长的位相延迟是该方法的特点.基于当前这方面测量仪器不足,因而该方法对科研和任意波长云母波片的制做都很有实际意义.文中给出了测量误差分析.     

基于显微数字全息的生物薄膜折射率的测量

提出了一种基于显微数字全息相位重构图像的生物薄膜折射率的简便测量方法。利用角谱法对生物薄膜的显微数字全息图像进行重构,得到其复振幅分布,从中获得激光通过生物薄膜后的相位变化与薄膜厚度、薄膜中液体的折射率及薄膜折射率间的定量关系。通过等厚干涉和阿贝折射仪测得膜的厚度与液体的折射率,再从定量的相位变化中获得生物薄膜的折射率。以洋葱内表皮细胞层折射率的测量为例,进行了相应的实验验证,得到了波长为632.8nm下的折射率。理论与实验均表明,该方法是有效和切实可行的。     

液晶可变相位延迟器相位延迟的精确定标

为了能够利用液晶可变相位延迟器(LCVR,liquid crystal variable retarder)对 光波的相位延迟进行准 确测量,提出一种基于Stokes参量测量光强法和最小二乘法的LCVR对光波相位延迟的精确定 标方法。从理论分析光波经LCVR后影响相位延迟变化的因素,采用基于Stokes参 量测量的光强法分别对波长为405、532、632和641nm入射光相位延迟随电 压的变化进行测 量, 并实验验证归一化后的相位延迟变化只与驱动电压有关;基于最小二乘法对不同波长的 初始相位延迟量进行定标研究,导出不同波长入射光经LCVR后初始相位延迟量定 标方程,用671 nm波长 的激光对定标方程进行了验证,经定标方程求解的671nm波长的初始相位延 迟量与实 际值偏差为 1.4 nm,且任一驱动电压下,相位延迟量的实际测量值与公式定标计算 值最大相对误差为0. 18%。最后,通过与其他定标方法的比较,进一步说明采用本文方法定标的精确性 和可靠 性。     

液晶可变延迟器的双折射色散研究

为了实现液晶可变延迟器(LCVR)对不同波长入射光相位延迟的精确控制,发挥其在光信息和光学测量领域的应用优势,对其双折射色散特性进行了研究分析。根据折射率椭球理论分析了LCVR对入射光的双折射色散满足柯西色散关系;分别测量了LCVR对532、635、670 nm激光在不同驱动电压值下的延迟量;讨论和分析上述测量结果,求解出LCVR满足的柯西色散经验公式的系数,利用归一化的方式确立了色散定标方法,并用650 nm激光进行了实验验证。实验结果表明,LCVR对不同波长的入射光存在双折射色散;650 nm激光延迟量的实测值与双折射色散定标值偏差不大于0.007λ,定标方法准确可行。     

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。     

Measurement of the thickness of block-structured bismuth films by atomic-force microscopy combined with selective chemical etching

A method for measuring the thickness of block-structured films by atomic-force microscopy and selective chemical etching is proposed. The method is tested for thin bismuth films formed on mica by thermal evaporation in vacuum.     

基于光谱干涉技术的玻璃厚度及折射率测量方法

基于光谱干涉技术提出了一种能够同时测量玻璃厚度及折射率的方法,该方法利用迈克尔逊光路,通过傅里叶变换算法对光谱仪接收的干涉信号进行解算,获取光谱干涉条纹的调制周期,根据待测玻璃样品放入测量臂前后,测量臂与参考臂所形成的光程差即可求出玻璃样品的几何厚度和折射率。该方法无需机械扫描延迟线并采用改进的傅里叶域下的相位提取算法,提高了测量系统抗干扰能力,探测速度快。实验结果表明:对玻璃样品的厚度测量精度优于±1μm,折射率测量精度±5×10^-4。     

Quasi-optical measurement of carcinotron phase noise at 350 GHz

Phase noise of a single carcinotron operating at 350 GHz, at offset frequencies in the range 10⁵-10⁷ Hz, from the carrier has been measured. A quasi-optical analogue of the delay line frequency discriminator method was used, demonstrating a simple method capable of measuring phase noise in the (sub)mm region. The results obtained are of practical use in the design of phase locked systems, in the wavelength region used     

数值分析渐变DBR对垂直腔面发射激光器谐振腔模的影响

通过数值分析研究了含线性渐变层的Al0.9Ga0.1As/AlyGa1-yAs/GaAs/AlxGa1-xAS DBR的光学特性及其对VCSEL谐振腔光学特性的影响,建立了渐变型DBR渐变层厚度与折射率的关系,通过特征矩阵法计算了突变GaAs/Al0.9Ga0.1AS DBR和渐变型DBR的反射谱和反射相移,分析了渐变层对DBR反射率和反射相移的影响.对渐变型DBR,要使VCSEL谐振腔满足中心波长相位匹配条件,还需要在DBR靠近谐振腔一侧的最前面增加一定厚度的渐变层,称为相位匹配层.通过计算,我们得到了使VCSEL谐振腔满足相位匹配条件时均匀层和相位匹配层的厚度.     

液晶光学相控阵相位调制特性测量

为了测试设计波长为1550 nm的液晶光学相控阵在633 nm波段的相位调制特性,采用泰曼格林干涉法和偏振光干涉法相结合的方法来进行测量。实验结果表明,液晶光学相控阵的相位延迟随灰度近似呈线性分布,在0~255的灰度范围内针对633 nm激光的实际相位调制在0~3.76π之间,在135~255的灰度范围内线性度良好,可以作为液晶的工作区域。由于液晶相位控制的准确性和精度是通过加载相应的灰度来实现的,因此测量相位延迟和灰度对应关系的研究对于液晶光学相控阵用于高精度光束偏转和跟踪有着重要价值。     

晶体位错处理对X射线衍射性能的影响

为提高晶体对波长为0.1~20 nm的X射线的衍射效率,通过特殊工艺对特定晶体表面进行位错处理。将云母、α-石英和LiF晶体劈成80 mm×10 mm的晶体薄片,其中LiF晶体厚度研磨到1 mm,其余三种晶体厚度为0.2 mm。将LiF晶体加热到400 ℃,然后用椭圆型折弯机进行多次弯曲,自然冷却降到室温,使晶格发生位错现象。在波长为0.154 nm的Cu靶X射线衍射仪上进行衍射试验,经晶体后利用成像板或X射线CCD获得衍射谱线,其中Mica球弯晶获得多级衍射谱线,经过表面处理的LiF晶体获取的X射线光子数比未处理的高2倍。结果表明晶体表面经过位错处理后提高了衍射效率,更适合X射线诊断研究。     

参考谱线法测量倍频Nd:YAG激光器调谐波长的研究

为了精确测量倍频Nd:YAG激光器的调谐波长,采用碘分子在532nm附近的强吸收谱线作为频率稳定的绝对参考谱线,建立了以碘蒸气为标定物的激光调谐波长测定系统,实际测量了碘蒸气吸收谱线.通过谱线的特征结构与理论吸收谱线的比较,得到了倍频Nd:YAG激光器调谐频率与外加偏压及电位计旋转角度的对应关系,并确定了激光频率跳变点的位置,最后给出了倍频Nd:YAG激光器的调谐范围.结果表明,碘吸收谱线法可以用来精确测量倍频Nd:YAG激光器的调谐波长.