低双折射光纤中拉曼增益对光偏振态的影响

利用包含拉曼增益的耦合非线性薛定谔方程, 导出了斯托克斯参量表示的含拉曼增益的杜芬方程, 通过椭圆积分求出了杜芬方程的解析解, 重点分析了光波在低双折射光纤中传播时, 拉曼增益对其偏振态演化的影响结果表明当输入功率与运动常量满足一定关系时, 拉曼增益改变了光波传输时其偏振态演化周期.     

高双折射光纤中非线性耦合模偏振态稳定性分析

通过高双折射光纤中非线性耦合模传输方程,首先,利用斯托克斯参量,用庞加莱球研究分析了耦合模传输的稳定性及偏振态的演变,结果表明高双折射光纤中耦合模的传输不产生分歧现象,传输具有稳定性;其次,描述了拉曼效应对各种状态下偏振态演变规律的影响,给出了斯托克斯参量S₁,S₂与S₃的解析解及拉曼效应对偏振态的演变周期的影响.     

双折射光纤中拉曼效应对参量放大增益谱的影响

根据激光脉冲在光纤中传输时, 所满足的波动方程, 导出了拉曼效应和参量放大共同作用下, 在双折射光纤中所遵循的耦合模方程, 并引入平行拉曼增益的洛伦兹模型, 给出了输入抽运波偏振方向同双折射轴成45^o 时, 拉曼效应和参量放大共同作用所导致的增益. 讨论并分析了拉曼效应在不同色散区对参量放大增益谱的影响. 结果表明, 在考虑拉曼效应后, 使得参量放大斯托克斯波与反斯托克斯波增益谱彼此不对称; 在反常色散区, 产生的增益以反斯托克斯波为主, 正常色散区则以斯托克斯波为主.     

双折射色散阶跃光纤中拉曼效应和参量放大增益谱

在拉曼效应和参量放大共同作用下,当激光脉冲在双折射光纤中传输时,根据所遵循的耦合模方程,通过引入平行拉曼增益的洛伦兹模型,导出了当输入泵浦波偏振方向同双折射轴成45°角时,在双折射色散阶跃光纤中拉曼效应和参量放大共同作用所导致的增益,讨论并分析了在不同色散区增益谱随相关参量的变化。结果表明:由于拉曼效应、参量放大、双折射和色散的相互作用,导致增益谱的斯托克斯波与反斯托克斯波彼此不对称;在反常色散区,产生的增益以反斯托克斯波为主,在正常色散区则以斯托克斯波为主;当表征距离的级数m发生变化时,增益谱也随之发生变化,可以利用色散阶跃光纤在适当的级数m位置提取T频率脉冲。     

拉曼效应和参量放大共同作用下增益谱特性

根据激光脉冲在双折射光纤中传输时, 拉曼效应和参量放大共同作用下所所遵循的耦合模方程, 基于平行拉曼增益的洛伦兹模型, 给出了输入抽运波偏振方向沿相互正交的双折射轴时, 拉曼效应和参量放大共同作用所导致的增益. 讨论并分析了在不同色散区相关参量对增益谱特性的影响. 结果表明, 拉曼效应改变了非线性和色散的相互平衡, 使得参量放大斯托克斯波与反斯托克斯波增益谱彼此不对称; 当输入功率一定时, 其增益谱结构确定, 非线性系数和色散系数两者之间相对变化时, 增益谱的强度和展宽有所改变.     

双折射光纤中斯托克斯波的增益谱

根据激光脉冲在双折射光纤中传输时的混合模方程,考虑拉曼效应后,得出在受激拉曼散射和参量放大共同作用下的增益。数值模拟了当输入泵浦波沿两双折射轴450附近区域传输时,在不同色散区斯托克斯增益谱随输入功率及群速度失配等相关参数的变化关系;结果表明斯托克斯增益谱在不同色散区表现出明显不同的特性,当满足一定条件下,可利用混合模双折射光纤中传输的泵浦波分解出的脉冲序列来分离和提取T频脉冲。     

双折射光纤中斯托克斯波的增益谱

根据激光脉冲在双折射光纤中传输时的混合模方程,考虑拉曼效应后,得出在受激拉曼散射和参量放大共同作用下的增益。数值模拟了当输入泵浦波沿两双折射轴450附近区域传输时,在不同色散区斯托克斯增益谱随输入功率及群速度失配等相关参数的变化关系;结果表明斯托克斯增益谱在不同色散区表现出明显不同的特性,当满足一定条件下,可利用混合模双折射光纤中传输的泵浦波分解出的脉冲序列来分离和提取T频脉冲。     

单模双折射光纤中的增益

在双折射光纤中,根据受激拉曼散射和参量放大共同作用下的斯托克斯波和反斯托克斯渡所满足的耦合模方程,考虑输入泵浦波是线偏振光,推导出了与泵浦波偏振方向垂直的的斯托克斯波和反斯托克斯波的增益系数;研究了双折射色散缓变光纤中,斯托克斯波和反斯托克斯波增益随相关参量的变化关系.结果表明,与泵浦波偏振方向垂直的斯托克斯波和反斯托克斯波增益的变化趋势是完全相同和对称的;同时表明,通过改变失配系数△k3,在适当的传输位置,可以实现对斯托克斯波和反斯托克斯波有选择性的输出,以达到输出频率转换的目的.     

单模双折射光纤中的增益

在双折射光纤中,根据受激拉曼散射和参量放大共同作用下的斯托克斯波和反斯托克斯波所满足的耦合模方程,考虑输入泵浦波是线偏振光,推导出了与泵浦波偏振方向垂直的的斯托克斯波和反斯托克斯波的增益系数;研究了双折射色散缓变光纤中,斯托克斯波和反斯托克斯波增益随相关参量的变化关系。结果表明,与泵浦波偏振方向垂直的斯托克斯波和反斯托克斯波增益的变化趋势是完全相同和对称的;同时表明,通过改变失配系数 ,在适当的传输位置,可以实现对斯托克斯波和反斯托克斯波有选择性的输出,以达到输出频率转换的目的。     

拉曼效应对低双折射光纤的偏振态演化分析

在准连续情况下, 通过求解低双折射光纤中含有拉曼效应的右旋与左旋圆偏振光所满足的耦合非线性薛定谔方程, 得到了归一化功率以及相位差的解析解. 利用解析解,推导出了椭圆率和方位角的表达式, 研究了拉曼效应和传输距离对偏振态演化的影响, 并用相平面法对椭圆率和方位角随着输入功率的变化进行了直观描述. 结果表明: 低双折射光纤在传输的过程中, 拉曼效应和传输距离都是影响其偏振态稳定性的因素, 均改变了椭圆率和方位角的演变周期以及振荡幅度.     

双折射光纤受激拉曼散射偏光特性的实验研究

对椭圆芯光纤受激拉曼散射偏光特性进行了系统的实验研究。实验巾观察到8级斯托克斯线和2级反斯托克斯线,对不同偏振态的抽运光激励下各级斯托克斯线的偏振特性、拉曼频移等参量进行了分析,并给出了经验公式。其结果与实验数据符合良好。实验表明,双折射光纤受激拉曼谱的各级斯托克斯线的偏振状态不但与拉曼介质有关还与抽运光的偏振态有关,入射抽运光偏振态对低阶次的斯托克斯线拉曼频移的影响较小,而对高级斯托克斯线拉曼频移影响较大。     

Jones matrix analysis for a polarization-sensitive optical coherence tomography system using fiber-optic components

We present an analysis for polarization-sensitive optical coherence tomography that facilitates the unrestricted use of fiber and fiber-optic components throughout an interferometer and yields sample birefringence, diattenuation, and relative optic axis orientation. We use a novel Jones matrix approach that compares the polarization states of light reflected from the sample surface with those reflected from within a biological sample for pairs of depth scans. The incident polarization alternated between two states that are perpendicular in a Poincaré sphere representation to ensure proper detection of tissue birefringence regardless of optical fiber contributions. The method was validated by comparing the calculated diattenuation of a polarizing sheet, chicken tendon, and muscle with that obtained by independent measurement. The relative importance of diattenuation versus birefringence to angular displacement of Stokes vectors on a Poincaré sphere was quantified.     

拉曼效应对低双折射光纤偏振态的影响

在准连续情况下, 通过求解低双折射光纤中含有拉曼效应的右旋与左旋圆偏振光所满足的耦合非线性薛定谔方程,着重研究了低输入功率和高输入功率情形在加入拉曼效应前后, 有效偏振拍长和输入功率的变化关系. 结果表明: 无论入射光的偏振是沿着慢轴或沿着快轴, 拉曼效应均改变了入射光偏振态演变的周期, 同时改变了入射光的传输距离.     

Scattered light measurement of the circular birefringence in a twisted single mode fiber

This paper reports the measurements of the twist induced circular birefringence in a single mode fiber by direct observation of the scattered light. The results agree well with earlier theoretical prediction. In addition, an analysis of the evolution of the polarization in a linearly birefringent twisted medium (applicable to weakly guiding single mode (fibers) is given using the coupled mode theory and Poincaré sphere representation.     

基于Metasurface的柱矢量光束的产生

本文提出了一种基于Metasurface产生任意柱矢量光束的方法.采用的Metasurface是在熔融石英上刻蚀空间变化的非周期光栅构成.非周期光栅会形成空变的有效双折射,从而对光场的偏振态空间分布进行调制.通过琼斯矩阵的方法分析得出这样的Metasurface可以将入射线偏振光转换为柱矢量光束,并且只需要改变入射线偏振光的偏振方向即可获得高阶庞加莱球赤道上任意一点的柱矢量光束.最后,用Metasurface搭建了一套简单、高效的柱矢量光束产生系统,实验结果与理论分析一致.