双λ/4波片复合效应与椭圆偏振光的实验验证

利用Jones 矩阵分析双λ/4波片对正入射线偏振光的复合效应,提出了在椭圆偏振光长短轴方位未知、λ/4波片光轴未标出的情况下,验证椭圆偏振光与部分偏振光的实验方法,利用偏振光实验平台进行的测试结果与理论分析相吻合.     

确定椭圆偏振光旋转方向的一个简单方法

<正> 通常确定椭圆偏振光的旋转方向都要用1/4波片,而且还要知道1/4波片的快光振动方向。这里介绍一种不用1/4波片而用金属反射来确定椭圆偏振光旋转方向的简单方法。所根据的原理有两点:第一、光以主入射角射到金属表面时,金属的反射作用使光的电矢量垂直于入射面的分量(S分量)在周相上比平行于     

“光学一题”解答

利用如图所示的迎光矢量分布图,设两块(λ/4)波晶片的快轴都沿x方向,旋转的半波片快轴沿x’方向,且在t 时刻 x’和 x的夹角为 ω’ t,振幅为2A的入射线偏光通过第一块(λ/4)波晶片后的振动方程为这是一个频率为ω的左旋圆偏光.它通过半波片后的振动方程为这是一个频率为(ω一ω’)的右旋圆偏光.当这一右旋偏光通过第二块(λ/4)波晶片后,则出射光的电振动方程为由此可知,出射的是线偏光,其振动方向与入射的相同,振幅也是2A,但频率却由原来的ω变为 容易证明,当某一(λ/4)波晶片转过90°时,人们将获得m+2ω’的线偏光;有时,也可能使出射线偏…     

椭圆偏振光的方位角

线偏振光通过一个任意的波片,被改变为椭圆偏振光时,椭圆的方位角问题,在一般光学教材中,由于篇幅所限,常常不能详细阐述,而在个别高校编写的讲义中则作了较模糊的描述.因此,不少学生对这个问题并未真正搞清楚,往往错误地把从波片前面入射的线偏振光的光振动方向(θ)和从背面透出的椭圆偏振光的方位角(α)混淆起来.其实,两者通常是不一致的,如图1.图中坐标轴X及Y分别代表波片的快轴及慢轴(负晶体,平行于光轴为快轴,垂直于光轴为慢轴;正晶体则与此相反). 设有单色线偏振光通过波片,从波片背面射出时,其光振动的两个分量已分别变成 tx”a cos…     

偏振光的χ矢量表示及应用

从Jones矢量的定义中引入了χ矢量,利用该矢量的定义给出了偏振光的χ矢量复平面表示,在该二维复平面上,确定了各个点与偏振光的态势相对应的关系.同时证明了与Jones矢阵的本征态有关的几个重要的结论:任何光学系统的Jones矩阵都有两个本征态;旋光介质的两个本征态是左旋和右旋圆偏振光;偏振器的本征态是两个正交的线偏振光;双折射介质的两个本征态是分别沿快、慢轴方向的线偏振光.     

一维光子晶体带隙随偏振光入射角的演变

用特征矩阵方法得到了一维光子晶体的反射率计算公式,并以λ/4波片堆结构为例对不同入射角度下p偏振光和s偏振光的反射率进行了计算,分析了两种不同偏振光入射情况下光子带隙随入射角演化的特点.     

椭圆偏振光通过四分之一波片

一、问题的提出在实验中,对椭圆偏振光的鉴别通常是让椭圆偏振光通过1/4波片,使其变为平面偏振光后进行的。但必须使1/4波片的光轴平行于椭圆偏振光振动矢量椭圆的一个主轴——即椭圆的长轴或短轴。问题在于,假如入射的是斜椭圆偏振光     

显微物镜聚焦光场任意三维偏振方向的控制

线性偏振光在显微物镜焦斑处入射,与径向偏振光相干叠加产生三维偏振光场,通过调节两束光光强比率和入射线偏振光偏振方向实现聚焦光场任意三维偏振方向的控制.基于矢量光场衍射理论建立了仿真计算模型,对所提三维偏振方向控制方法的可行性进行理论验证和实验评估.构建实际控制光路并进行初步测试,实验结果表明了该方法的可行性,且相比于其他三维偏振控制方法,本文所提方法和其控制光路更为简单易实现.     

四分束全Stokes同时偏振成像系统波片快轴装调误差的分析及优化

建立了包含1/2波片(HWP)和1/4波片(QWP)快轴装调误差的Stokes矢量测量误差方程。分析了波片快轴的装调误差对7种典型基态入射光的Stokes矢量测量精度的影响,推导了任意入射光Stokes矢量测量误差的表征方法。仿真结果表明,偏振度越大,偏振测量误差越大,选取入射光偏振度为1时的偏振测量精度评估系统性能。提出了一种波片快轴装调误差的优化方法,当测量矩阵的条件数小于1.84时,选取0.772/0.228的分束比可使波片快轴装调误差对系统偏振测量精度的影响最小。为满足2%的偏振测量精度,HWP的快轴装调误差应在±0.15°内,QWP的快轴装调误差应在±0.52°内。     

椭圆偏振光实验鉴定的新方法

1用λ/4波片和检偏器鉴定椭圆偏振光存在的缺点 鉴定椭圆偏振光常用的方法是先用检偏器鉴定椭圆偏振光长短轴的方位,再用λ/4波片使之转化成线偏振光,然后用检偏器找到消光位置.     

波片型光隔离器隔离性能分析

利用光学矩阵方法,给出了由偏光镜、λ/2波片和λ/4波片组成的波片型光隔离器的正向导通、反向隔离机理,分析了波片延迟量的偏差和波片方位角的定位精度对隔离度的影响.结果表明,要获得大于30 dB的隔离度,应分别将λ/2、λ/4波片的延迟偏差控制在±4°、±2°以内,方位角的定位偏差应不超过±0.4°、±0.8°.     

菱体型消色差相位延迟器延迟相位的方位效应

菱体型相位延迟器是高度消色差的λ/4相位延迟器.由于材料折射率色散的影响,在可见光范围内,仍存在2°的延迟偏差.为满足精确应用和测量的需求,从相位延迟的全反射相变理论出发,阐述了斜入射相位延迟原理,以菲涅耳菱体为例,分析了菱体型相位延迟器相位延迟随其入射角变化的规律性,结果表明:当光线非严格准直时,光的入射角对相位延迟量有明显的影响,延迟量不但对入射角变化敏感,而且还与入射光线的入射方位密切相关,呈不对称形式.当入射光的波长改变时,只需改变菱体延迟器的方位,让光线在菱体的前端面上斜入射,适当选取入射角,就可以补偿相位延迟的色散偏差,使同一菱体达到对不同波长都满足λ/4相位延迟.当角度调整精度Δi=±0.01°时,引入的延迟偏差不超过±0.009°,这一精度是其它石英波片或云母波片所不能比的.     

双菱体λ/4消色差相位延迟器的设计

根据菲涅尔全内反射相变理论,给出了双菱体λ/4消色差器的结构设计、性能分析和测量方法.由有效通光孔径和光线追迹设计出BK7玻璃在波长532 nm时相位延迟λ/4的双菱体的结构,用作532 nm至1 064 nm波长范围的标准λ/4相位延迟器.理论分析了入射角变化和波长变化对双菱体相位延迟的影响,当入射角变化限制在±4.3°以内时,其影响得到补偿;波长从532 nm到1 064 nm产生的误差为－0.65°.采用椭偏法中的消光技术,分别实测了双菱体在532 nm和1 064 nm波长下的相位延迟为：90.08±0.14°和88.99±0.1°,可知两不同波长产生的相位延迟误差为－1.09°.     

Multi-Wavelength Mueller Matrix Polarimeter

The retardation of two quarter-wave plates designed for a particular wavelength decreases or increases in accordance with the wavelength of input light beam. Compensating the shifted retardation at each measurement wavelength allows us to get Mueller matrices of samples at different wavelengths without exchanging the plates. Initial orientation errors of two plates and an analyzer, which remain constant through all wavelengths, are also taken into consideration. The availability and accuracy of this polarimeter is assessed by measurement of a quarter-wave plate designed for 632.8 nm wavelength. The results show that this system is very attractive to measure optical properties and dispersion in samples.     

The use of mueller matrices in the intensity methods of birefringence measurements

The use of the 4×4 matrices characterizing the individual elements of the experimental arrangement for the analysis of the birefringence measurements of optically uniaxial compounds with rotationally symmetrical ellipsoid of normals has been demonstrated. The method used allows the determination of the effect of orientation of the individual units on the resulting retardation and shows that the retardation can be determined also if circular polarized light is used.     

基于矢量光场的TeO2晶体旋光特性研究

矢量光场在其传输和与物质相互作用过程中,光场状态的时空演化区别于传统偏振光,具有独特的矢量化特征。研究了晶体二氧化碲（TeO₂）对于径向偏振矢量光场的调控特征,通过斯托克斯参量的测量,分析了3个晶体样品的偏振态演化规律,揭示了TeO₂晶体的旋光特性,表明其可以起到和双λ/2波片相同的偏振调控效果。研究结果有助于理解矢量光场在双折射晶体中的传输特性,促进矢量光场相关晶体器件的设计与应用。     

Design and preparation of frequency doubling antireflection coating with different thicknesses of interlayer for LiB3O5 crystal

Design and preparation of frequency doubling antireflection coating with different thicknesses of interlayer were investigated for LiB3O5 (LBO) substrate. The design was based on the vector method. The thickness of the inserted SiO2 interlayer could be changed in a wide range for the four-layer design with two zeros at 1064 and 532 nm. The coatings without any interlayer and with 0.1 quarter-wave (λ/4), 0.3 λ/4, 0.5 λ/4 SiO2 interlayer were deposited respectively on LBO by using electron beam evaporation technique.All the prepared coatings with SiO2 interlayer indicated satisfying optical behavior. This expanded our option for the thickness of an interlayer when coating on LBO substrate. The prepared films with SiO2 interlayer showed better adhesion than that without any interlayer. The thickness of the interlayer affected the adhesion, the adhesion for the coating with 0.5 λ/4 SiO2 interlayer was not as good as the other two.     

五棱镜转动时出射光角度的变化

为了对大口径平面镜面形轮廓的五棱镜扫描法测试进行误差分析和修正,对五棱镜转动时出射光角度的变化进行了分析与精确计算。首先建立了合适的坐标系并规定了角度的正负,然后由入射光的偏摆角和俯仰角计算入射光向量,接着介绍了五棱镜的作用矩阵与坐标转换矩阵,在此基础上详细分析了五棱镜转动的整个过程并且计算了出射光向量。然后计算出射光的偏摆角和俯仰角,再计算当五棱镜没有转动时出射光的偏摆角和俯仰角。最后计算出射光偏摆角和俯仰角的变化。特别分析了当入射光垂直入射五棱镜的情况。随后进行了实际计算与实验,总结了出射光角度变化的一些规律。将计算数据与实验数据进行了比较,结果最大偏差为1"。最大偏差在实验精度范围内,证明了计算方法是正确的。     

Application of weigert effect to the pseudocoloration of a black and white signal

We propose here a method to transform the grey levels of a black and white transparency into different colours. The transparency to be processed, illuminated by a beam of linearly polarized white light, is twice recorded on a photograph silver-chloride emulsion. The direction of the light vector is rotated through π/2 between the exposures. The resulting plate is characterized by a spatially varying anisotropy. The main point is that the wavelength λ_B and λ_D, respectively corresponding to the cancellation of birefringence and dichroism, are function of the irradiance of the signal and of the successive exposure times. The plate is then illuminated in white light and observed between two polarizers P and A. It reconstructs an achromatic image of T when the respective axes of P and A are mutually perpendicular. A rotation of A from its setting crossed with P generate a colour distribution on the plate.     

用于显示的透射型法布里-珀罗光调制器

提出了一种用于显示的,基于透射型法布里-珀罗干涉的微机电系统(MEMS)光学调制器。基于多光束干涉原理分析了调制器的光学特性,推导出了调制器结构的特征参量。分析表明,当调制器的腔长为cλ/4时,透射光可以实现暗态显示;当调制器的腔长取为零或cλ/2时,透射光可以实现亮态显示。通过控制法布里-珀罗腔长,就可实现调制器的明暗调制。理论上证明了该调制器用于显示的可行性。设计了一种基于微机电系统的透射型法布里-珀罗光学调制器结构,该调制器的理论衬比度达到150。仿真结果表明,该调制器具有2.4 V的低电压静电驱动性能。