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.     

云母波片属性的分光光度计标定法

利用分光光度计测定了云母波片偏光透射干涉谱，通过对该光谱理论和实验上的分析，提出了云母波片属性的分光光度计标定法。利用该方法可以准确标定波片的1／2或1／4属性以及波片的快慢轴方向。     

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.     

云母波片相位延迟的偏光干涉测量法

通过数值模拟证明利用偏光干涉法和最小二乘法测量云母波片相位延迟的测量精度提高近一个数量级。     

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。     

斯托克斯光偏振态测量系统的优化

为了满足光偏振态分振幅测量模块（DOAP）对分光棱镜复杂且严格的加工要求,采用在经典DOAP透射光路及反射光路各引入一块波片的方法,组成改进后的光偏振态测量模块。推导了新的仪器矩阵表达式,通过分析波片参量对仪器矩阵条件数的影响,得到了最佳波片的参量及其关系。结果表明,优化后的斯托克斯椭偏仪测量薄膜样品的厚度和折射率的标准差分别为0.1nm和0.001。通过选择波片的最佳方位角或相位延迟量可以实现斯托克斯椭偏仪仪器矩阵的优化,从而提高系统的测量稳定性及可靠性。     

补偿调整式激光椭圆起偏器可调性及实现

椭圆偏振器是一种非常重要的偏振态调制器件。采用线偏器与波片组合方式设计,通过各部件间方位的补偿调整来满足不同波长或椭偏度的需求,波长调整范围大,输出状态稳定,具有较高的实用价值。由偏光矩阵和邦加球理论可知,器件间方位、相位以及波长间存在着规律性关系,匹配相关条件能够影响不同波长下的偏振光状态。此设计由一个宽频透射的偏光棱镜和两个完全一致的"零级"波片组成。棱镜保证了入射光偏振方向的稳定性,波片承担了波长的选择和椭偏度的改变。研究表明材料特性限制了应用范围。云母波片设计的应用波长范围为300~1400 nm,连续调整波长范围700 nm。     

利用白光干涉垂直扫描法测量波片延迟量

将白光偏振干涉、迈克耳孙干涉仪和垂直扫描系统相结合,提出了一种利用白光干涉垂直扫描测量波片延迟量(包括级次信息)的方法。准直的白光经偏振干涉系统形成两束偏振方向相同的线偏光,它们进入迈克耳孙干涉仪后分别被两干涉臂的平面镜反射形成四束光,在压电传感器(PZT)驱动干涉仪动镜垂直扫描的过程中,它们两两干涉,形成3组白光干涉包络。根据CCD各像素记录的白光干涉信号,计算白光干涉包络之间的光程差,即可获取被测延迟量。实验测量了一多级波片的延迟量,其结果(4268.1nm)与使用光谱扫描法测量得到的结果(4269.9nm)相吻合。     

复合1／4波片的等效理论及其应用

1/4波片和1/2波片是激光技术中用于激光偏振态变换的关键器件.通常人们使用的1/4波片和1/2波片大部分是由云母劈裂而成的,但是要把云母劈裂成具有严格正确的厚度是比较困难的.对于满足一定条件的两任意延迟量的波片所构成复合波片系统,当快轴之间的夹角为某一特定值时,就可以代替单1/4波片实现从线偏光到圆偏光的变换.本文根据偏振光矢量的琼斯矩阵理论,对这种复合1/4波片的工作特性进行了分析,结果表明对偏振态的变换作用可等效于一旋光器和一单1/4波片的组合.由于波片和旋光器的琼斯矩阵都是幺正矩阵,依据幺正矩阵的性质,推导出了复合1/4波片中等效旋光器的旋转角和等效单1/4波片的快轴取向角的表达式,这就为复合1/4波片的推广应用以及其对偏振态变换的分析带来极大帮助,并给出了处理此类问题的一般方法.借助于我们的等效理论,采用不同材料的两任意延迟量的波片,可望设计出全新的消色差复合1/4波片.(OG24)     

机载偏振遥感仪的偏振定标

针对λ／4云母波片的相位延迟量相对误差为3％—5％和一些云母片对于沿快轴和慢轴振动的光具有不同的吸收系数，设计了一套基于极值法的偏振标定系统，分析了波片快慢轴吸收系数和相位延迟量对输出光强极值的影响，得到了各个通道波片的标定结果。利用上述结果，对理想线偏振光和非偏光进行了定标，其偏振度误差均小于1％。     

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。     

高消光比测试系统衰减器的研究

为了提高消光比测试系统的测试精确度,利用偏振干涉原理研究设计了一种用于此系统的衰减器,并对它的工作机理进行了详细分析。此衰减器主要包括3个偏光棱镜,1个λ/4波片(632.8nm),两个步近电机。它可以对光强度进行连续调节,其调节范围在0~60dB之间,插入损耗小于1.5dB,消除了以往更换固定衰减量的衰减器带来的误差。此光衰减器用在高消光比测试系统中可以得到优于10-7量级的消光比,它不仅可以用于高消光比测试系统,同样可用于其它光学测试系统。当用消色差波片代替λ/4波片时,它能对多种波长的光进行衰减,扩大测试系统对光谱区的使用范围。     

射电天文台站准实时电波环境测量方法

随着频率使用率的提高,瞬态信号对射电天文观测影响越来越大,有效的电波环境测量及频谱分析可为现有射电天文台址干扰缓解策略提供依据.基于现有射电望远镜台站电波环境特征,结合信号分析仪原理,深入分析了仪器设备关键参数配置方法及测量时间计算方法;结合实际测量需求,确定了测试时间规划策略,提出一种准实时电波环境测量方法.运用此方法对新疆天文台南山台站电波环境进行测量,分析了频谱、频率占用度随时间变化特点,结果表明,该方法能够有效分析电磁干扰随时间的变化趋势.     

中红外PPMgLN光参变振荡器技术研究

为了实现3.8μm激光输出,采用了1.064μm激光抽运周期性极化掺氧化镁铌酸锂晶体（MgO掺杂摩尔分数为0.05）的光参变振荡器技术,由理论分析得到1.064μm激光抽运PPMgLN实现激光输出时,输出波长与极化周期以及温度的关系曲线。实验中,当晶体周期为29.2μm、温度为400K时,实现了3.8μm激光输出;当抽运功率为35W、声光调Q频率为8kHz条件下,获得3.84μm激光输出的平均功率为3.9W,其转换效率为11.14%,激光光束质量为6.46。结果表明,该技术可以获得较高转换效率的3.8μm激光输出,有望成为中红外激光对抗的激光干扰源。     

电控矢量涡旋光的偏振测试研究

为了研究电控相位延迟对矢量涡旋光偏振态的影响规律, 采用半波液晶可变延迟器和液晶q波片搭建了电控矢量涡旋光的全斯托克斯偏振测试实验装置, 进行了电控矢量涡旋光的斯托克斯参量传输特性的Muller矩阵分析和实验验证。通过对输入偏振光进行连续相位调控, 获得了其通过调谐q波片后的输出光束偏振态演变规律。结果表明, 电控相位延迟会改变角向和径向偏振光的局域偏振椭偏度, 且随电压变化呈线性关系, 同时偏振态演变会影响矢量涡旋光的输出光强。此研究对于探索电控矢量涡旋光的偏振转换有着重要的意义。     

激光回馈双折射测量系统波片光轴的自动定位

为了解决传统双折射测量系统在调节光学元件的过程中，结构复杂、耗时长且不状态稳定的问题，采用计算偏振跳变曲线中o光和e光低电平占空比的方法，增加了自动旋转波片的功能，优化出一套具有较高工作效率的双折射测量系统。该系统可自动调整波片快轴方向，使其可对准激光器的本征偏振方向，减少了人为判断波片快轴时可能引入的测量误差。结果表明，波片相位延迟的最大偏差为0.65°，标准差降低28%。双折射测量系统的测量精度及稳定性满足工业化生产的要求。     

宽场偏振干涉成像光谱仪的调制度研究

干涉成像光谱技术是一种集双光束干涉技术、二维成像技术以及高分辨率光谱技术于一体的高新遥感探测技术,常用来进行监视、识别和探测各种民用和军事目标。基于双折射晶体的宽场偏振型干涉成像光谱仪是该技术中的一种典型代表,组成其系统的偏光元件的性能是决定其成像质量和光谱复原精度的关键因素。论文考虑元件偏振误差和延迟误差对光路传播的影响,采用偏振追迹法推导出了系统干涉调制度的理论表达式,给出了其随入射角、入射波长、入射方位角以及元件偏振化方向和相位延迟量的变化特性,并定量分析了其允差范围。这为基于偏光器件成像光谱仪的系统设计、高光谱复原以及工程实践提供了重要的理论指导和技术支持。     

随机分布多粒子侧向散射光偏振特性分析

为了研究随机分布的复合多粒子侧向散射光偏振度和粒子直径大小之间的关系,采用直径0.22μm或0.494μm的粒子与过滤的蒸馏水混合构成不同浓度的悬浮液,作为研究粒子侧向散射光偏振特性散射介质的实验方法,进行了理论分析和实验验证,取得了直径0.22μm的粒子侧向散射光强在不同深度、不同角度的偏振度和直径0.22μm或0.494μm的粒子在3种浓度中侧向散射中水平偏振度、垂直偏振度的数据。结果表明,粒子侧向散射光的退偏振对粒子直径的变化非常敏感,直径小的粒子其散射光水平方向偏振度远大于直径大的粒子,而其散射光垂直方向的偏振度却远小于直径大的粒子。这一结果对多粒子存在状况下的粒子直径检测是有帮助的(尤其适用于粒子直径小于1μm的情况)。     

非相干叠加光束携带C点偶极子的演化特性

为了探讨非相干叠加光束携带C点偶极子的演化特性,推导了携带C点偶极子的高斯光束非相干叠加传输表达式,并进行了数值模拟研究。结果表明,构成C点偶极子的两个C点的位置和偏振度会随着相关参数的变化而改变;在旁轴情形下,没有C点产生和湮灭,并且这两个C点连线的斜率随着传输距离的增加而单调增加;在非旁轴情形下,当光束传输到z=0.01z_R时,有多个C点偶极子产生,在z=10.39z_R时又出现C点偶极子的湮灭;在瑞利距离z_R处,光腰半径增加到0.222μm和0.56μm时分别出现C点偶极子的产生和湮灭;随着离轴距离和光束波长的变化,也出现C点的产生和湮灭。研究结果对深入理解偏振奇点矢量光束和寻找奇点光学潜在应用具有一定参考价值。     

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。