斜入射F-P型薄膜滤光片消偏振膜系的仿真分析

滤光片在斜入射时,S偏振光和P偏振光的中心波长及通带宽度会发生分离现象。本文由一种膜系设计方法,采用三种不同折射率材料,得出多层膜系结构。分别对单腔和三腔的三种实例膜系进行了计算求解及仿真分析,结果表明此方法设计的多膜滤光片具有良好的消偏特性。     

一种斜入射多膜窄带滤光片透射特性分析

垂直入射的多膜窄带滤光片两偏振态的透射特性是相同的,而对于斜入射的多膜窄带滤光片,其两种偏振态的透射特性发生分离.本文对于所设计的155层三腔薄膜窄带滤光片,分为(无吸收)垂直入射、(无吸收)有角度(11.5°)入射、(有吸收)有角度(11.5°)入射三种情况的透射率随波长变化关系进行了分析.模拟图形结果显示了透射特性的变化趋势.     

高斯光束斜入射非平行薄膜滤光片的反射光强分布

基于多光束干涉原理,推导了非平行角度调谐薄膜滤光片在斜入射时的高斯光束反射光强表达式。在此基础上研究了高斯光束的入射角以及非平行滤光片两端面间所存在楔角对反射光强分布的影响。计算和实验结果都表明,滤光片的反射光强分布不仅与入射角有关,而且非平行滤光片两端面间楔角的大小和正负特性还会在一定程度上影响斜入射时滤光片的光场分布、反射率和隔离度。要保证滤光片在斜入射时反射率和隔离度的稳定,既可以在切片时提高滤光片的平行度,也可以通过在斜入射时保证楔角为负来实现。     

角度调谐滤光片的膜系优化设计算法

根据薄膜窄带滤光片在倾斜入射时的特性,通过改进间隔层膜系结构调整其等效折射率,可以设计出具有稳定透射峰值和带宽的角度调谐窄带滤光片.倾斜入射时窄带滤光片透射光的S和P偏振分量的中心波长会随着入射角度的增大出现分离现象,产生较大的偏振相关损耗.分析了偏振分离现象出现的原因和其与滤光片等效折射率的关系,提出了消除偏振分离现象的方法.根据薄膜矩阵理论建立了分析模型并提出了一种该可调滤光片的设计方法,根据开发的程序优化设计并制备了一组用于100 GHz密集波分复用(DWDM)系统的低偏振相关损耗的四腔角度调谐窄带滤光片,实验结果证明其满足设计要求并有接近20 nm的可调范围.     

斜入射时单波长消偏振减反膜的设计

本文叙述了常用的λ/4-λ/2-λ/4、λ/4-λ/4两种膜系,当入射角φ0≤45°时,在工作波长λ处消偏振减反膜的设计.     

基于频域递推算法的窄带滤光片光束传输特性研究

多腔窄带薄膜滤光片在倾斜入射时中心透射波长会向短波方向移动,由此可制备角度调谐滤波器。但其透射光斑在倾斜入射时会出现明显的斑展宽现象,由此产生的接收端耦合度及干涉级次的降低会导致其透射光谱的插入损耗迅速增大,会限制其有效波长调谐范围。传统的多光束叠加法可以对窄带滤光片斜入射时的透射光斑展宽现象进行仿真,但是在光强分布上与实验结果有着较大的误差。本文基于快速傅里叶变换及菲涅尔公式,提出了一种新颖的频域递推算法来计算光斑的展宽程度及透射光强分布,计算了从0度到60度倾斜入射范围内光斑展宽以及透射率的变化情况。理论计算和实验结果都表明该方法较之传统的多光束叠加算法结果更准确且计算效率高。     

角度调谐滤光片光斑整形设计与实验

在测试制备的100 GHz密集波分复用(DWDM)低偏振相关损耗的角度调谐滤光片时,其透射光谱的插入损耗和带宽的展宽现象会随着入射角度的加大而迅速增加,与理论设计不符.通过多光束干涉原理建立模型模拟,发现在倾斜入射时滤光片的透射光束的光斑会出现展宽和形变,使得位于接收端处的光准直器接收不到足够的透射光束,导致了光谱变形.根据分析结果设计了一种利用直角棱镜的光斑整形方案,能将展宽的椭圆光斑压缩回近似的圆形光斑.制备了一组直角棱镜整形装置,实验证明该设计能够在保持接收端光准直器位置固定的情况下有效地减小透射波形的损耗和半宽展宽现象,使角度调谐滤光片能达到理论设计中20 D_m的可调谐范围.     

电磁波斜入射教学探讨

本文利用方向阻抗概念,将电磁波斜入射时的反射系数和透射系数与垂直入射时相应系数从形式上联系起来,采用直观形象的比拟使复杂的斜入射平行和垂直极化的反射系数和透射系数公式变得简单易记,有助于学生在学习这部分内容时更好理解和简便记忆。最后深入探讨电磁波全反射时容易产生疑问的能量守恒问题。     

基于平面波斜入射的人体信道远场路径损耗建模

人体信道路径损耗计算对植入式通信链路预估具有重要意义.文章利用有耗媒质的电磁场边界条件、反射和透射定理并引入切向等效波阻抗定义,推导出平面波向人体斜入射时各人体组织分界面上的入射角、透射角、反射系数、透射系数、切向等效波阻抗以及各人体组织中的电磁合成波,提出了一种基于平面波向多层有耗媒质斜入射的人体信道远场路径损耗解析模型.然后以植入在肌肉为例,计算了TM波和TE波在5个常用工业通信频率以不同角度斜入射的人体信道电磁场分布与路径损耗,结果显示,电磁波在入射面的反射是影响人体信道路径损耗的关键因素,当频率在1.4 GHz附近时总路径损耗最小,TM波性能优于TE波,且当入射角小于等于30°时,总路径损耗基本保持不变.最后采用COMSOL Multiphysics建立了有限元仿真模型验证解析模型,二者结果高度吻合,最大误差仅为0.039,有力证明了解析模型的正确性和有效性.     

斜入射泵浦拉曼放大特性的研究

本文引入了“光强平均”概念，分析了斜入射泵浦方式实现大功率拉曼放大的机理。与同轴泵浦相比斜入射泵浦更有利于实现泵浦光的光强平均和短脉宽种子光对泵浦光的能量提取。并给出斜泵浦拉曼放大下气压和角度参量的实验结果。     

角度调谐滤光片补偿装置设计及实验研究

倾斜入射时滤光片的透射光会出现光路偏移以及光斑模场的形变,所以在测试制备的100 GHz低偏振相关损耗的角度调谐滤光片时其透射光谱的插入损耗和波形的高斯化现象会随着入射角度的加大而迅速增加.根据薄膜矩阵理论建立模型模拟了透射模场的偏移变化,并设计和制备了一种动态补偿装置,在实验中证明该设计能在保持光准直器位置固定的情况下有效地减少透射波形的损耗和高斯化现象,使得角度调谐滤光片能达到理论设计中20 nm的可调谐范围.     

特殊偏振滤光片的设计

液晶光阀大屏幕投影显示中的偏振分光系统－特殊偏振滤光片（分色膜、偏振与消偏振膜）。从投影显示的目的出发，提出了理想状态下偏振分光系统各个膜系的光谱曲线，并从此为设计要求，对其进行实际设计。从色度学的角度出发确立液晶光阀大屏幕投影显示中画面颜色完全复现的评价函数，以评判整个系统的颜色好坏；并对理想状态膜系和实际设计膜系进行验证。     

斜入射下液晶偏振光栅衍射特性研究

为了表征光束倾斜入射下液晶偏振光栅的衍射特性,提出了液晶偏振光栅斜入射角度-驱动电压-衍射效率的三维模型建模方法。该方法利用吉布斯自由能方程,求解液晶分子指向矢,得到驱动电压与液晶分子倾斜角的表达式,推导出斜入射角度与相位延迟量之间的关系,结合扩展琼斯矩阵表征不同入射角度下液晶偏振光栅的透过率,通过矢量衍射理论,建立了斜入射角度-驱动电压-衍射效率的三维模型。该模型不仅可以定量求解不同斜入射角度下液晶偏振光栅衍射效率,而且能够实现衍射效率最优时驱动电压的标定。通过仿真分析和实验对该模型的有效性进行了验证,结果表明:光束入射角度从0°倾斜到10°时,最优驱动电压由2.2 V降低到2.0 V,液晶偏振光栅衍射效率从85%下降到78%;光束入射角度从0°倾斜到?10°时,最优驱动电压由2.2 V升高到2.4 V,液晶偏振光栅衍射效率从85%下降到74%。     

液晶空间光调制器的斜入射特性

对液晶空间光调制器(LC-SLM)在读出光斜入射下的理论进行了推导,建立了读出光斜入射时液晶空间光调制器的理论模型,并进行了模拟计算。以正入射时液晶空间光调制器的电压—输出光强的关系,推导出液晶空间光调制器在不同调制电压下液晶分子的转角,从而进一步计算相位差。结果表明,随着入射角的增加,液晶层的相位调制深度逐渐减小;随着分子倾角的减小,相位调制深度逐渐升高,即随着写入光的增强,加到液晶层两端的电压增加;随着入射角的增加,读出光强的初相位逐渐减小,但该初相位值并不大,即使在入射角10°下达到最大,也仅为0．21π。计算结果与实验数据相吻合。     

10.6μm超宽截止窄带滤光片的研究

本文阐述了一种设计红外滤光膜的新方法。该方法以F—P滤光膜理论为基础,有效地解决了超宽截止膜系通带透射峰的定位困难,从而获得了最大透射峰值的10.6μm窄带滤光片。实测结果证明了该方法是可行的。     

远程通信用WDM滤光片

为满足远程通信的各种应用，Advanced Technology Coatings(ATC)公司最近研制成功一系列波分复用(WDM)滤光片。该系列滤光片是一种公差精确控制的长通和短通边缘滤光片，主要用于分离C谱带和L谱带的密集间隔波长。滤光片的临近值要求滤光片具有非常陡的边缘，边缘的一侧具有低插入损耗，而另一侧具有高衰减效应。该系列滤光片具有最小带通波数，信号分离超过50dB的特点。也可以通过结构设计减小在两种偏振态情况下，高入射角处的偏振相关损耗。     

斜入射的反射式光纤传感器光强调制特性分析

反射式光纤传感器(RIM-FOS)在传感器领域一直占有重要地位.不少学者对反射式光纤传感器进行了相关研究,大多数都是假设入射光与反射面垂直射入,为了探究以入射光与反射面成锐角为前提,各影响因素对光强的调制特性,本文采用光纤的入射光与反射面为斜入射的情况下,假设光强符合理想均匀分布,反射面为理想光滑反射面,各环节光强损耗...     

斜入射液晶空间光调制器的特性

用读出光斜入射到液晶空间光调制器(LC-SLM)的读出面,是一种有效的提高空间光调制器(SLM)读出效率的方法。测量了读出光以不同角度入射到液晶空间光调制器的读出面上时,相位调制深度与写入光强的关系、衍射效率与二值光栅对比度的关系。得到随着入射角度的增加,最大相位调制深度减小,而衍射效率变化并不明显。在45°时有最大相位调制深度2.0936π和35.4%的正一级衍射效率。