光学系统的偏振效应研究

本文研究了光线经过光学系统时偏振度的变化,发现:对某一类非消偏振光学系统,部分偏振光经过它时偏振度降低.     

相对论效应对共振吸收的影响

应用简化模型,本文的研究表明:由于电子质量的相对论性变化,由线性模式转换产生的静电等离子体波在临界面附近呈现出滞后效应,此效应将增大斜入射p偏振的光在等离子体中的吸收,这是通过增大等离子体波大振幅的区域引起的,当光强超过滞后效应的阈值光强时,吸收率将大大超过线性结果。 关键词：     

狭缝衍射中的偏振效应

在狭缝的夫琅和费衍射中,由振动平行和垂直于缝边的偏振光的衍射条纹得到的缝宽值不同。本文介绍这种偏振效应的实验结果,并用边界衍射波对其物理原因进行分析,理论与实验结果符合很好。 关键词：     

角锥棱镜的偏振效应

分析了实心角锥棱镜对任意方向入射光的偏振态的影响,同时考虑振幅的变化,给出角锥棱镜的琼斯矩阵表达式,文中计算了当光线平行于角锥棱镜对角线方向入射时角锥棱镜的琼斯矩阵的具体数据,同时对不平行的一些典型的情况也进行了计算,所有结果均在实验中得到证实.     

法拉弟效应及应用

研究讨论了法拉弟效应在工程技术中的应用。     

偏振和衍射双重效应影响的Schmidt棱镜特性

一束偏振光经过Schmidt棱镜的两个不同路径,成为两个不同的偏振状态,使得出射光束的偏振态呈现非均匀分布.为了探索偏振态非均匀分布对Schmidt棱镜传光质量的影响机理,将两个路径对应的光波函数引入屋脊衍射积分方程,得到了偏振效应影响的屋脊衍射场强分布.场强分布的数字计算表明:在偏振效应和衍射效应的双重影响下,经Schmidt棱镜出射的光场分布出现了严重变形;对应同一入射线偏振光出现的P、S两分量位相差的差异,使得P、S分量的屋脊衍射光强分布I_P、I_S有很大差异,这种差异在入射线偏振光方位角为0°和90°时达到最大;而合光波的衍射光强I_P+I_S是分裂为有一定空间间距的多峰分布,但多峰分布随入射线偏振光方位角的变化比较小.实验拍摄了He-Ne激光经Schmidt棱镜衍射后出射光强分布图.实验结果和理论分析一致性表明:Schmidt棱镜中的偏振效应和屋脊衍射效应导致了一束入射线偏振光分裂为有一定空间间距的多峰光束,严重破坏了Schmidt棱镜的传光特性.     

偏振效应损伤的光通信系统失效概率估算

采用多重重要抽样方法,研究了受偏振模式色散和偏振相关损耗损伤的10 Gbit/s光通信系统的功率代价和失效概率.仿真结果表明,光滤波器对功率代价有重要影响.采用法布里-珀罗滤波器的系统比采用四阶高斯型滤波器的系统有更好的性能表现;发现功率代价通常随着啁啾因子的增大而增大,但当啁啾因子为0.5左右时,系统性能达到最好.仿真结果也表明,即使偏振模式色散和偏振相关损耗同时存在,DPSK系统比OOK系统有更强的PMD和PDL耐受性.     

偏振和衍射双重效应影响的Schmidt棱镜特性

一束偏振光经过Schmidt棱镜的两个不同路径,成为两个不同的偏振状态,使得出射光束的偏振态呈现非均匀分布.为了探索偏振态非均匀分布对Schmidt棱镜传光质量的影响机理,将两个路径对应的光波函数引入屋脊衍射积分方程,得到了偏振效应影响的屋脊衍射场强分布.场强分布的数字计算表明:在偏振效应和衍射效应的双重影响下,经Schmidt棱镜出射的光场分布出现了严重变形;对应同一入射线偏振光出现的P、S两分量位相差的差异,使得P、S分量的屋脊衍射光强分布IP、IS有很大差异,这种差异在入射线偏振光方位角为0°和90°时达到最大;而合光波的衍射光强IP+IS是分裂为有一定空间间距的多峰分布,但多峰分布随入射线偏振光方位角的变化比较小.实验拍摄了He-Ne激光经Schmidt棱镜衍射后出射光强分布图.实验结果和理论分析一致性表明:Schmidt棱镜中的偏振效应和屋脊衍射效应导致了一束入射线偏振光分裂为有一定空间间距的多峰光束,严重破坏了Schmidt棱镜的传光特性.     

光纤偏振效应导致脉冲展宽的解析模型

在10Gb／s,尤其是40Gb／s以上高速光纤通信系统中,光纤的偏振特性已成为限制系统传输距离的主要因素之一。光纤的偏振效应主要包括偏振模色散和偏振依赖损耗。而脉冲均方根展宽是判断信号传输性能的一个主要物理量。本文讨论了光纤线路偏振模色散与偏振相关损耗的相互作用及对信号脉宽的影响。给出了线路偏振模色散矢量和偏振相关损耗矢量之间的关系式,并基于严格的数学方法,导出了在光纤偏振模色散和偏振相关损耗共同作用下的信号均方根脉宽变化的解析形式,同时考虑了光纤色散,啁啾等。该模型可用于分析高阶偏振模色散和偏振相关损耗,任意线性光纤通信系统脉冲展宽分析。     

复合式补偿器的温度效应

石英晶体有着较大的温度膨胀系数,因而温度变化会引起石英晶体制作器件的使用误差.为了减小这种误差,研究了二元复合式补偿器相位延迟随温度的变化情况.结果表明,温度变化越大,波片级数越大,补偿相位受到的影响也越大;理论计算表明,补偿相位在一定的温度范围内与起偏镜转动的角度成线性关系.实验结果与理论结果相一致.该研究结果对于复合补偿器在不同环境下的正确使用有一定的参考价值.     

强双折射光纤中色散效应对偏振模传输的影响

本文研究了在强双折射光纤中色散效应对偏振模传输的影响.发现当二阶色散系数较大时,偏振模能稳定传输,但所需入纤功率较高;当降低二阶色散影响以降低对光源要求时,三阶色散对偏振模长距离传输起破坏作用,三阶色散参量越大,对偏振模的破坏也越大.     

物表面消偏振效应对全息干涉计量的影响

本文用统计光学方法从理论上揭示了物表面消偏振效应对全息干涉计量的影响。     

石榴石型偏振调节器温度效应研究

采用磁控溅射法制备了石榴石型偏振调节器并研究了温度对其的影响.利用斯托克斯偏振仪和CCD,研究激光透过石榴石及石榴石型偏振调节器的偏振极化性质和光斑变化.实验结果表明:在25～75℃温度范围内,激光穿过不同材料时,斯托克斯参量变化趋势不同;但是因方位角不改变,激光的偏振度、线偏振度、圆偏振度基本不变.     

基于光弹调制的运动斯塔克效应诊断

电流密度分布是等离子体物理研究的关键分布参数,在托卡马克先进运行模式发展,电流驱动,约束与输运等方面发挥着重要的作用。中性束与等离子体相互作用产生的分裂光谱,包括σ分量与π分量,水平观测时,σ分量的偏振方向垂直于等效电场的方向,π分量的偏振方向平行于等效电场的方向,通过测量分裂光谱的偏振方向可以反演出等离子体电流密度分布。基于光弹调制器的偏振检测系统具有检测精度高、时间响应迅速的独特优点,非常适用于等离子体电流快速变化下的电流密度分布测量。光弹调制器的双折射晶体在周期性外部驱动源的作用下发生弹性形变,其折射率会产生周期性的变化,当偏振光通过时,出射光的偏振特性将相应产生周期性变化,再经过偏振片,形成调制的光强变化。运动斯塔克效应(MSE)诊断的偏振检测系统由两个光弹调制器(PEM)和一个偏振片组成,通过检测不同调制频率的调制强度的比值,从而快速、精确地获得分裂光谱的偏振方向的实时变化,进而得到等离子体电流密度分布。详细介绍了东方超环托卡马克(EAST)装置上的MSE诊断,初步完成了离线测试与标定,参与中性束电流本文驱动物理实验,初步获得了等离子体电流密度分布的信息。     

光自旋霍尔效应中的交叉偏振特性研究

从光束角谱理论出发建立了描述光自旋霍尔效应的傍轴传输模型, 利用这一模型分析了光自旋霍尔效应中的交叉偏振特性. 通过分析交叉偏振效应强度和入射角变化的规律, 发现交叉偏振效应越强, 光自旋霍尔效应中的自旋分裂越大. 为便于实验观察, 将入射角选在光自旋霍尔效应较强的布儒斯特角附近, 观测到了强的交叉偏振效应. 增大交叉偏振分量的同时减小初始偏振分量, 可显著增强光自旋霍尔效应. 这一调控方法为研制基于光自旋霍尔效应的新型光子器件提供了理论基础.     

超短脉冲径向偏振光束的解析解及时空耦合效应

从超短脉冲光束的傍轴传输方程出发,运用傅里叶变换和相关数学算符的对易性,得到了超短脉冲径向偏振光束的解析表达式,该解可适用于任意脉冲驱动的径向偏振光束.基于该解析表达式并结合具体例子,讨论了超短脉冲径向偏振光束在自由空间中的传输性质.结果表明,在传输过程中时空耦合主要体现在光束边沿的脉冲延迟.这一效应导致了脉冲不同时间位置处横向光强分布随传输的变化,以及脉冲前后沿关于束腰的不对称性.本文的方法同样适用于得到超短脉冲方位角偏振光束的解析解和传输性质.     

光学马格努斯效应中的横向角移分析

从平面角谱理论出发,建立了光束在空气和玻璃界面折射的传输模型.基于这一模型,揭示了光学马格努斯效应中的横向角移现象.对于特定的线偏振和椭圆偏振光束,其折射场重心出现了横向角移,而当入射光束为圆偏振时,横向角移则会消失.在正负折射率界面,光束的横向角移产生了反转现象,这是由于光束在左手材料中发生了负衍射.超高折射率可明显地减少横向角移,而超低折射率则可显著地增强横向角移.这些发现将为如何调控和增强光学马格努斯效应提供理论依据. 关键词： 光学马格努斯效应 横向角移 圆偏振