双折射调谐片的等色图设计方法

一束光振动在入射面内的线偏光以布氏角通过单轴晶体的平行平板时,出射面上光的偏振状态由o、e两光的程差所决定,程差为波长整数倍的那些光波出射后仍为光振动在入射面内的线偏光,即部分量透过率极大。晶片绕其表面法线转动时,部分量透过极大的波长值随之改变,因而可用于激光器的调谐。双折射调谐片中光轴相对表面取向目前一般为18°和25°两种。本文提出用晶体等色图原理来设计双折射调谐片。设计中晶片转动使波长     

非近轴光束下铌酸锂晶体的电光效应

为了研究电场一定时,光束在非近轴条件下铌酸锂晶体的电光效应,采用折射率椭球张量的循环坐标变换方法,理论上推导了光轴正交截面上折射率分布的解析式,讨论了折射率、相位延迟以及透射率与光束入射方向之间的关系,并且进行了实验验证,取得了透过率随光束与光轴夹角α的实验数据。结果表明,y方向加电场时,入射光小角度偏转将引起x方向感应折射率以及光束透射率的明显变化,而y方向的感应折射率不变;光束与光轴的夹角α对铌酸锂晶体电光性能的影响远远大于光矢在x-y平面与x轴正半轴的夹角β对其的影响;x方向加电场时感应折射率同y方向加电场时类似,但此时相位延迟更小,在0°~0.4399°夹角范围内,前者的透过率变化较后者慢,并且在0.45°之后呈现出交替变化的规律,当夹角为0.5°,0.680°等位置时,它们具有相同的透过率。这一结果对利用角度调节以改善铌酸锂晶体的电光性能具有一定的指导意义。     

CCD图像法测量晶体光轴方向

提出了用CCD摄像机采集晶体锥光干涉图来快速精确测量晶体的光轴方向的方法.转动晶片使光轴的出露点形成圆形轨迹,通过最小二乘法对多个测试点拟合得到圆半径和圆心坐标.利用光轴垂直表面的晶片的锥光干涉图来确定数字图像中的距离与光线入射角的关系,使定标误差减小约一个数量级.分析了系统测量误差,提出了为保证测量精度需要采取的措施.对多片不同光轴取向的铌酸锂晶体进行了测量,误差小于0.1°.     

法拉第旋转角测量的同相检测法

提出了利用同相检测实现精确测量法拉第旋转器旋转角的方法。通过1个起偏器和1个偏光分束镜,利用光矢量方向与偏光分束镜主平面间夹角φ为45°实现对法拉第旋转角的测量。理论分析表明,当测量精度给定时,对探测器的光强灵敏度的要求比φ为90°的消光法要低数个数量级。     

高双折射保偏光纤拍长测试及Mueller矩阵分析

为了测量高双折射保偏光纤的拍长,采用偏光干涉效应的方法,构建由宽谱光源、带保偏尾纤的起偏器和光谱分析仪组成的全光纤光路测试系统。从理论上用Mueller传输矩阵方法推导了到达光谱仪的光强公式,利用该方法构建实验系统对熊猫型保偏光纤的拍长进行了测试,获得了该保偏光纤拍长的测量数据。结果表明,由待测保偏光纤的偏光干涉效应引起的光强波动以一定的周期间隔表现在光谱变化上,波动的相对幅度与待测保偏光纤主轴与起偏器的保偏尾纤主轴夹角有关,当夹角均为±45°时波动的相对幅度最大。只要在实验中测量出光谱波动的周期,就能够根据理论计算出给定波长处的保偏光纤的拍长。     

LPS-Ⅱ激光稳功率仪

本仪器主要由He-Ne激光器、铌酸锂电光调制器、伺服控制电路组成,其工作原理如图1所示。由于He-Ne激光器输出为线偏振光,为避免增加损耗,光路中省去了起偏器。光路中当在z轴通光的铌酸锂电光晶体的。方向加上的电压发生变化时,由于晶体的电致双折射效应,故使通过该晶体线偏振光的偏振度发生变化,这样通过检偏器后的光强也就发生了变化,本仪器中电光调制器采用如图2所示的正交偏光工作方式,图中Ⅰ为激光功率,V_w     

偏振干涉成像光谱仪中的格兰泰勒棱镜透射比

透射比是评价格兰泰勒棱镜性能优劣的一个重要指标,分析了偏振干涉成像光谱仪中重要偏光部件即格兰泰勒棱镜的分光机理,运用光线追迹方法,推导出了晶体光轴不平行时棱镜透射比精确理论计算公式;通过计算机模拟对其传输特性进行了详尽分析,得出了系统透射比随晶体光轴倾斜角和波长变化的关系曲线;给出了在满足系统透射比条件下格兰泰勒棱镜晶体光轴误差被限定的有效区间范围。这一结论为偏振干涉成像光谱仪的优化设计提供了理论指导和技术支持。     

应用磁光调制器的高分辨率偏振消光测量系统

对文献 [1]的自动椭偏仪的部件偏振消光测量系统作了改进 ,用 Verdet常数为 0 .31min/ Oe· cm的铽玻璃作磁光调制材料 ,设计了新型磁光调制器和驱动电路 ,对偏振光进行直流加交流调制 ,结合使用超低噪声选频放大器和锁定放大器 ,消光角测量的重复性标准差 S3不大于 0 .0 0 0 4°     

基于级联长周期光纤光栅的新颖温度传感器

设计了一种基于级联长周期光纤光栅(Long period fiber grating)的新颖温度传感器.理论上得到光栅间光纤的长度随温度增加变化时,级联LPG的干涉峰将线性地向长波方向漂移,其消光比亦将呈现线性变化.实验上制作出了基于级联LPG的光纤温度传感器.利用其某一干涉峰的中心波长和消光比测量温度变化时,测量灵敏度分别为0.0353 nm/℃和0.0684 dB/℃.基于级联长周期光纤光栅的温度传感器具有广泛的应用前景.     

单元式偏光分束棱镜分束角和光强分束比

为了研究单元式偏光分束棱镜分束角和光强分束比与棱镜结构的关系,采用从理论上分析o光、e光的分束角和光强分束比与光轴取向、棱镜结构角及入射角的关系,并从实验上测量分束角和光强分束比随入射角变化的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了分束角和光强分束比随光轴取向、棱镜结构角及入射角的变化关系的数学表达式,并得到了二者随入射角变化的实验数据。结果表明,在误差所允许的范围内,实验所测的光强分束比和分束角随入射角的变化与理论计算是一致的,且分束角的变化约为入射角的1/2。     

利用宽谱光源及偏光干涉测量保偏光纤拍长

提出了一种用宽谱光源及偏光干涉效应测量保偏光纤拍长的新方法。利用光纤陀螺等光纤传感器常用的宽谱光源,以及2个性能一般的线偏振器件,与被测保偏光纤组成测试系统。宽谱光通过测试系统后,由于偏光干涉效应出现光谱形状的波动,波动周期受保偏光纤拍长的调制,通过调制周期可计算获得被测保偏光纤的拍长。该方法实验装置容易搭建,对偏振器件及操作精度的要求很低,对被测光纤的具体结构没有要求,任何保偏光纤的拍长都能测量,适用范围广,拍长测量精度可达0．1mm。     

铌酸锂光波导器件保偏尾纤对轴工艺研究

基于采用退火质子交换工艺制备的铌酸锂光波导器件的保偏尾纤具有高偏振消光比这一特性,提出了一种通过偏振消光比测试仪测定器件保偏尾纤的偏振轴并实现与保偏连接头定位键高精度对准的方法.工艺实验证明,采用该方法制作的保偏尾纤连接头偏振轴向对准精度优于0.8°,显著优于显微成像定轴方法制作的保偏尾纤接头.     

Integrated-Optic Polarization Controlling Devices Using Electro-Optic Polymers

Integrated-optic polarization controlling devices such as polarizers, polarization splitters, and polarization converters, are proposed and demonstrated in nonlinear optic polymers. Poling-induced birefringence in electro-optic polymers is exploited to fabricate the devices. The polymeric waveguide polarizers show low excess losses, and extinction ratios of 20.7 dB and 17.1 dB for TM-pass and TE-pass polarizers, respectively. The polymeric waveguide polarization splitters exhibit TE-TM mode splittings with crosstalk of 14.2 dB and 10.1 dB for TM and TE mode splittings, respectively. The polymeric waveguide polarization converters show successful TE/TM polarization mode conversion with conversion efficiencies of higher than 30 dB. The device employs poling-induced waveguides which have slowly rotating azimuth angle of optic axis along the light propagation direction. The novel polarization converter is insensitive to wavelength and easier to fabricate than the other polarization converters containing periodic structures.     

Analysis and design optimization of electrooptic interferometric modulators for microphotonics applications

Scaling the electrode layout (electrode gap, electrode length) down to microscale dimensions extends the application of electrooptic (EO) modulators to microphotonics. In this paper, design criteria are set up to minimize the switching voltage of microscale EO Mach-Zehnder interferometric modulators. Mach-Zehnder interferometric modulators under different directions of electric field with respect to the optic axis are analyzed. Three expressions of the intensity output characteristics are presented for various crystal classes and compared in terms of conditions of validity and design applications. The analysis in this paper suggests that the switching voltage is strongly related with the direction of the electric field relative to the optic axis. For the 4-mm BaTiO/sub 3/ (r/sub 33/=28 pm/V,r/sub 51/=820 pm/V) Mach-Zehnder modulators, r/sub 51/ is utilized when the electric field is applied normal to the optic axis. In this configuration, the thermal stability and polarization insensitivity improve but the extinction ratio becomes a function of the electrode length. The phase-retardation expression is useful to find a suitable modulator length and maximize the extinction ratio. Some of the discussions also apply to Fabry-Pe/spl acute/rot interferometric modulators.     

保偏光纤侧视成像光强分析及定轴方法研究

保偏光纤偏振轴方位角的确定和调整对改善光纤器件性能有重要意义。为进一步提高定轴精度,国内科研人员在透镜放应侧视(POL)法的基础上提出了五点法、五指法等,其理论定轴精度有所提高。但由于此类方法是建立在特定光强分布的前提下,对成像面调节要求较高,因此其实用性受限。该文以保偏光纤侧视成像为基础,通过对保偏光纤不同成像面的侧视成像光强分布作了大量仿真分析发现,光纤旋转至慢轴与水平方向成0°角附近时,光强分布会发生明显变化,利用这一现象可对0°位置进行识别。因此,该文改变了以往通过寻找某特定光强分布进行定轴的思路,提出了通过对0°位置进行识别的定轴方法,该方法通过简单的图像处理和数据分析即可判断偏振轴的偏转情况,适用的成像面位置范围也相对更宽,可操作性强,实用前景好。     

保偏光纤环与Y波导芯片直接耦合技术研究

光纤陀螺光路结构中,Y波导器件与保偏光纤环通过尾纤熔接的方式连接形成闭合回路来敏感系统相对惯性空间的转动信息,而熔接点引入的偏振交叉耦合以及背向反射是制约光纤陀螺测量精度进一步提高的主要因素.为此,提出了一种实现保偏光纤环与Y波导芯片直接耦合的方法,并制作了两者直接耦合的敏感环光路.经实验测试,光路中Y波导器件的插入损耗典型值为2.7 dB,分光比优于48/52～52/48,偏振串音优于-30 dB,性能指标与常规的Y波导器件相当.该光路模块理论上有利于减小光纤陀螺系统噪声和提高测量精度.     

Magneto-Optic Positioning

As part of a program for the production of accurate scales and grids it became necessary to develop a device which could locate the lines on such a scale or grid with a precision better than one microinch. The system described in this paper accomplishes this result by forming an image of the line with polarized light whose angle of polarization varies with the position of the line. The angle is zero on the optic axis and the rotation depends on both the sense and amount of the line displacement from that axis. The polarization of the light is modulated with a Faraday modulator. The combination of position sensitive polarization and Faraday modulation produces a signal whose phase depends on the sense and whose amplitude depends on the amount of displacement of the line image from the optic axis. Using this system sensitivities of one microampere per microinch displacement can be achieved with unit magnification.     

Bending characteristics of dual-hole PM-PCF based on LP01 and LP11 modal interference

The bending characteristics of dual-hole polarization maintaining photonic crystal fiber (PM-PCF) are demonstrated in this paper. The modal interference is induced by the LP01 mode and LP11 mode propagating in a single PM-PCF with the same polarization direction. Simulation results demonstrate that the bending radius induces the phase difference between LP01 mode and LP11 mode, which leads to the change of light interference intensity on the fiber output facet. The relationship between bending radius and normalized interference intensity with three different bending angles is discussed, where the bending angle is defined as the angle between hole axis and the x axis. The bending sensitivity is obtained to be about -188.78/m around the bending radius of 1.5 cm with the bending angle of 90°. The bending characteristics can contribute for online bending detection in widespread areas.