用电光采样法测量相对论电子束团长度

介绍了电光采样法测量电子束束团长度的实验原理和装置,理论分析并模拟计算了被测电子束团库仑场分布、ZnTe晶体的电光效应与束团电场的关系,并利用琼斯矩阵法分析了探测光通过电光晶体时在束团电场作用下的偏振变化、测量信号与束团长度的关系等。分析表明:测量中应使束团库仑场垂直于ZnTe的［001］方向,探测光偏振方向与ZnTe晶体y″轴成45°或者135°夹角,1/4波片快轴与探测光偏振方向夹角应取45°,这时平衡探测器输出信号与束团库仑场Eb成正比。1/4波片的作用是将电光晶体的工作点从非线性段移到线性段,平衡探测的作用是简化信号与Eb的关系,并提高信噪比。为实际测量应用提供参考。     

电光采样(EOS)法测量超短电子束束团长度中的模拟计算与误差分析

随着高能物理的发?高能量正负电子对撞机,射线自由电子激光器,先进的同步光源等,都需要产生高流强超短脉冲的相对论电子束团.于是,亚皮秒电子束束团诊断成为加速器物理新发展的关键技术,电子束长度的监测是其中的一部分.电光采样(EOS)法测量超短电子束团长度有非侵入、非破坏、实时测量的特点,具有较好的应用前景.本文介绍该方法的原理,通过模拟计算分析电子束束团与探测光间距、电子束电场与电光晶体晶轴夹角、探测光偏振方向与电光晶体晶轴夹角等实验参数与束团长度测量的关系,做系统误差分析,对实际实验有指导意义.     

电光采样(EOS)法测量超短电子束束团长度中的模拟计算与误差分析

随着高能物理的发展, 高能量正负电子对撞机, X射线自由电子激光器, 先进的同步光源等, 都需要产生高流强超短脉冲的相对论电子束团. 于是, 亚皮秒电子束束团诊断成为加速器物理新发展的关键技术, 电子束长度的监测是其中的一部分. 电光采样(EOS)法测量超短电子束团长度有非侵入、非破坏、实时测量的特点, 具有较好的应用前景. 本文介绍该方法的原理, 通过模拟计算分析电子束束团与探测光间距、电子束电场与电光晶体晶轴夹角、探测光偏振方向与电光晶体晶轴夹角等实验参数与束团长度测量的关系, 做系统误差分析, 对实际实验有指导意义.     

偏振方向对THz电光探测影响的理论研究

采用线性电光效应耦合波理论，系统地研究了用无中心反演对称性的立方晶系晶体作为探测晶体时，terahertz(THz)辐射信号和探测光的偏振方向对电光探测的影响. 研究结果发现，THz辐射和探测光的偏振方向都对电光探测影响很大，沿(110)方向传播时可以获得最大的探测灵敏度，最适合THz的横场探测. 计算研究的部分结果与已有的实验结果相一致，可为电光探测器的设计提供有用的指导. 关键词： 电光探测 THz辐射 偏振 线性电光效应耦合波理论     

ZnTe晶体中光学整流产生的THz辐射及其电光探测研究

借助抽运-探测技术研究了ZnTe晶体中光学整流产生的太赫兹(THz)辐射，利用ZnTe晶体的线性电光效应探测THz辐射场分布，观察到了较窄(约为0.2 ps)的THz场分布及相应较宽(响应超过4 THz，半峰宽约为2.4 THz)的THz频谱，并运用琼斯矩阵对实验结果进行了理论拟合. 研究了飞秒激光脉冲波长(750—850 nm)、脉冲宽度(56—225 fs)和晶体旋转与THz辐射产生的关系. 同时改变探测光偏振方向进行偏振调制，并从理论上分析了偏振调制对THz辐射探测的影响. 关键词： THz辐射 光学整流 电光探测 ZnTe     

物理光学 光学性质、效应

O436．4 2005031662 偏振方向对ZnTe电光THz辐射探测的影响=Effects of probe-beam polarization direction on THz detection in ZnTe[刊,中]／顾春明(上海交通大学物理系,凝聚态光谱 与光电子物理实验室．上海(200030)),刘锐…∥红外与毫 米波学报．-2004,23(5)．-333-336 在实验上研究了探测光的偏振方向对ZnTe晶体     

THz辐射电光探测原理分析新方法

采用线性电光效应耦合波理论，得到一种全新简便的基于线性电光效应的THz辐射电光探测 原理的分析方法.这种方法不仅适用于一切各向同性晶体，也适用于探测光沿光轴传播的单 轴晶体.它可以方便地描述在探测光偏振状态和THz辐射电场方向都任意的情况下探测器的行 为，并可以得到探测器的优化设计方案.同时此方法不需要复杂的坐标变换，计算方便简洁 ，而且得到一些在其他理论中没有得到的结论，有望给电光探测器设计者提供有益的参考 . 关键词： 电光探测器 THz 线性电光效应耦合波理论     

KNbO3:Fe晶体的最佳二波耦合

本文在分析光折变晶体KNbO3:Fe的最佳二波耦合条件的基础上,通过计算和实验研究了晶体KNbO3:Fe的二波耦合增益系数Γ与两光束的夹角2θ、光栅矢量的取向β及不同电光系数r51或r42的关系,获得了在特定掺杂浓度N～1016cm-3条件下KNbO3:Fe晶体的最佳二波耦合条件为:θm～4°-8°并且βm～45°.     

光扇效应对Ce：KNSBN记录偏振组态的影响

在非同时读出条件下 ,采用Ar+ 5 14 .5nm单色激光为光源。以信号光为非寻常偏振光 (e光 ) ,通过改变抽运光的偏振态 ,研究不同写入光偏振组态下Ce∶KNSBN晶体的两波耦合特性。结果表明 :由于光扇效应的影响 ,信号光和抽运光同为e光时并非如预测的那样为最佳记录偏振组态。在信号光和抽运光与晶体表面法线呈θ =11°角对称入射下 ,当抽运光的偏振方向与e光偏振方向呈 30°角时 ,光扇噪声得到明显抑制 ,两波耦合增益最大。其原因是抽运光的o光分量对光扇散射光起到了非相干擦除 ,使两波有效耦合得到提高。     

基于BSO晶体的振动测量系统

利用光折变晶体材料,可实现宽带、微小振动测量。测量系统采用零差干涉结构,使用硅酸铋(BSO)晶体记录信号光与参考光干涉所形成的动态全息,并实时衍射,再由光电探测器探测从BSO晶体出射的透射信号光与衍射参考光所形成的干涉信号,从而实现对振动的测量。通过对BSO晶体中全息记录条件,包括两光束夹角、光强比,与衍射效率关系的研究,确定了最佳记录条件。在参考光路中利用1/4波片改变光束偏振态,使干涉系统在BSO晶体不加外电场情况下,具有较高测量灵敏度。以一定频率驱动的压电陶瓷为被测物体,在0.5～90kHz的频率范围内所测量到的振动频率与预先加载的频率一致。     

一种液晶透镜盒间隙的测试方法

针对当前液晶透镜盒间隙测试存在的难题, 文中提出采用线偏振干涉法测试方法, 采用光强均匀分布的单色光入射, 检偏器的偏光轴方向与起偏器的偏光轴垂直或者平行, 液晶透镜的液晶取向层的摩擦方向与起偏器偏振轴夹角为45°, 此时干涉条纹亮暗差别最明显. 利用液晶透镜中心保持预倾角不变的透过率以及其他位置透过率最大值来计算液晶透镜的盒间隙, 该方法简单、可靠, 因采用光学手段测试, 其精确度相对较高. 关键词： 液晶透镜 盒间隙 线偏振光干涉 透过率     

偏振显示及椭圆偏振光测量实验

以单束正交线偏振光为光源,利用角向偏振显示器,采用CCD摄像机进行图像采集,利用Matlab软件进行图像处理,设计了一种由He-Ne激光器、角向偏振显示器组成的偏振光偏振方向显示系统,并研究了其角度特性.实验结果表明:系统在起偏器的起偏角分别为0°、90°、180°、270°、360°时,角向偏振显示器偏振显示角度的测量准确度分别为0.480°、0.168°、0.528°、0.421°、0.340°,测量精确度分别为0.208°、0.576°、0.660°、0.603°、0.466°,测量数据拟合曲线的线性相关系数为0.999.结合1/4波片,检偏器和分光比为50:50的分束器,构建了椭圆偏振光测量系统,完成了椭圆偏振光测量实验,椭圆率为0.198.     

液晶磁控偏光特性的研究

利用偏光干涉理论,通过对BL-009型向列相液晶透射比的测试,分析了液晶透射比随磁场的变化情况,并对液晶的磁控双折射效应进行了研究.实验在室温20℃下用JG-3型连续可调磁场仪对液晶盒施加垂直于其表面的磁场,用CT5A型特斯拉计准确读出磁场强度数值,使液晶盒光轴方向与起偏镜和检偏镜偏振方向成45°,分别测出了起偏镜和检偏镜偏振方向平行和垂直时的透射光强度.通过数学函数拟合,得出了液晶的双折射率随磁场的变化规律,即：当磁场强度大于液晶的阈值磁场时,拟合函数能很好地描述液晶磁控双折射率的变化规律.     

白光和激光产生的调制不稳定性的比较

在非线性自散焦LiNbO_3∶Fe晶体中,实验观察了用激光作光源和用白光作光源两种情况下所产生的调制不稳定性,并从三个方面对这两种情况进行了比较。实验结果表明:在两种情况下,达到稳定状态前,MI现象都会随辐照时间的增加而变得越来越清晰,并且MI图样都会随着入射光束形状的变化而变化。不同的是,用白光作光源时,灯丝长度方向与晶体c轴方向的夹角大于等于45°时出现MI,而用激光作光源时,入射光束方向与c轴方向的夹角不大于45°才出现MI。     

利用偏振干涉成像光谱仪进行偏振检测的最佳角度分析

利用偏振干涉成像光谱仪进行偏振探测,这一方法将偏振测量与干涉成像光谱技术相结合,一方面能提供辐射测量所不能提供的物体偏振信息,另一方面又可获取目标的空间图像和光谱,具有比辐射测量更高的准确度.在简要分析了利用偏振干涉成像光谱仪进行偏振检测的理论基础上,深入研究了偏振检测的方法,分析比较了目前常用的偏振探测角度（45°,60°）对偏振度探测的影响.进一步计算推导出偏振测量的最优探测角度,将之与以往常用的探测角度进行了分析比较,证明了此最佳探测角度可以有效地减小偏振误差、提高偏振探测的精度.这将极大地提高偏振干涉成像光谱仪的应用范围,为新型偏振干涉成像光谱技术的研究以及仪器研制提供重要的理论依据. 关键词： 偏振检测 偏振干涉成像光谱仪 探测角 Savart偏光镜     

Vertical cavity surface emitting laser transverse mode and polarization control by elliptical holes photonic crystal

The polarization of traditional photonic crystal (PC) vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) is uncontrollable, resulting in the bit error increasing easily. Elliptical hole photonic crystal can control the transverse mode and polarization of VCSEL efficiently. We analyze the far field divergence angle, and birefringence of elliptical hole PC VCSEL. When the ratio of minor axis to major axis b/a=0.7, the PC VCSEL can obtain single mode and polarization. According to the simulation results, we fabricate the device successfully. The output power is 1.7 mW, the far field divergence angle is less than 10°, and the side mode suppression ratio is over 30 dB. The output power in the Y direction is 20 times that in the X direction.     

Rochelle salt in an inhomogeneous electric field

The parameters of the hysteresis loop in the ferroelectric Rochelle salt were investigated using a sample with two pairs of electrodes: measurement electrodes and the side ones. It has been shown that the difference between the potentials of the measurement and the side electrodes (generating an inhomogeneous electric field) leads to gradual decay in time t of the remanent polarization P_r. The time required for the hysteresis loop to disappear in the inhomogeneous electric field (not parallel to the ferroelectric axis) decreases with temperature increase from 44±3 h at – 9°C to 2.3±0.1 h at 21.9 °C. On the other hand, the crystal placed for a sufficiently long time simultaneously in the measuring electric field and in the constant inhomogeneous one may finally exhibit a stationary hysteresis loop with a reduced remanent polarization and the unchanged coercive field. It has been shown that the crystal as a whole does not have to be polarized perpendicularly to the ferroelectric axis in order for its hysteresis loop to be reduced.     

TRANSVERSE MODULATION OF BEAM PROFILES IN PUMP-PROBE CONFIGURATIONS WITH BaTiO3:Ce

Transverse spatial modulation of beam profiles for a probe beam counterpropagating to a pump beam in a 45°-cut BaTiO₃:Ce crystal with an externally applied electric field is studied numerically studied. For the case that the direct ion of the external field makes an angle of 45° with the c-axis of the crystal, the probe beam, which propagates in the direction perpendicular to the external field and has a waist wider than that of the pump beam, can acquire deep spatial modulation. In contrast, the pump beam shows no spatial modulation but diffracts only. For the case the external field is directed opposite to the direction mentioned above, the probe beam shows much stronger spatial modulation as compared to the pump.     

Optical activity of a cadmium diphosphide crystal

We have experimentally studied the characteristic features of a laser beam, polarized at angles of ± 45° to the horizontal (vertical), passing through plates of varying thickness cut from a CdP₂ crystal and placed between crossed polarizers, as a function of their angle of rotation relative to the vertical axis. We show that a periodic variation in the intensity is connected with the variation in polarization of the laser beam. We have established that the laser beam remains linearly polarized not only when it passes through the sample along the optic axis, but also when it travels at up to a 17.5° angle to the optic axis. In this case, the specific rotation of the plane of polarization along the optic axis is 68.2 degrees/mm for a thicker plate and 83.3 degrees/mm for a thin plate. __________ Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 73, No. 5, pp. 690–693, September–October, 2006.