复指数矩阵法研究螺旋液晶光学传播特性

提出一种研究螺旋液晶光学特性的数学处理方法.螺旋型液晶可当作N层双折射材料晶片叠合而成,而相邻晶片的光轴依次旋转一个小角度.在光学转换矩阵中引入复数来研究螺旋型液晶光学性能,给出了相关的数学处理方法.研究了线性偏振光在螺旋液晶中的传播特性,并给出了光经过螺旋液晶后电场强度的矩阵表达式.研究发现,如果入射光波长等于螺旋液晶螺距,线偏振光经过右螺旋液晶后是左旋圆偏振光.理论上分析了螺旋液晶对可见光选择性反射机理.     

一维液晶光子晶体透射谱的研究

一维液晶光子晶体在光滤波器、低阈值激光器和光开关等领域有着很好的应用前景。研究了一维液晶光子晶体的透射谱,电压范围在0～10V内,光谱调谐范围约为50nm,透射峰半高宽为18nm,禁带宽度近400nm。进一步提出了非偏振光型液晶光子晶体,设计了相互垂直0°扭曲取向的双液晶层一维液晶光子晶体器件。双液晶层起到了对各向偏振光光程的补偿作用,使得禁带中的两个透射峰合并为一个透射峰,加强了光强度,增强了滤波性能。     

弱磁场中向列相液晶的磁光效应

当外磁场强度比较小时,液晶不会发生Freedericksz转变.利用介电张量分析了扭曲型向列液晶在弱磁场中的旋光效应.通过理论分析表明,线性偏振光经过磁场中的扭曲型向列液晶,会产生左右两束椭圆偏振光.这两束椭圆偏振光在该液晶中的传播速度不同,导致光经过液晶盒后光电场振动面发生偏转.进一步分析表明,对于同一种波长的光,磁场强度越大,其电场振动面旋转角度越大.在相同的磁场强度下,光波长越短,其电场振动面旋转角度越大.如果加上高的偏置电压,使向列型液晶分子长轴方向与外磁场方向平行,线性偏振光经过磁场中的该扭曲型向列液晶,其振动面会也发生偏转.     

光控液晶光子晶体微腔全光开关

设计了一种缺陷模迁移光子晶体微腔全光开关. 两条二维三角晶格空气孔光子晶体波导由一个光子晶体微腔连接, 在微腔的点缺陷中填充掺有少量偶氮聚合物的苯乙炔类液晶. 通过调节控制光的偏振态, 使偶氮聚合物发生顺-反异构化反应, 带动液晶分子重新取向, 从而改变光子晶体微腔的谐振波长, 进而实现光的通过与截止. 运用时域有限差分法和平面波展开法分析 了二维光控液晶光子晶体微腔全光开关的光学特性. 数值计算结果表明: 对于1.55 μ通信波段通过外界偏振光控制所填充的向列相液晶 的折射率可以实现对光波的导通与截止. 分析结果显示, 此开关具有阈值低, 消光比较大, 体积小等优点. 关键词： 二维光子晶体微腔 波导 时域有限差分(FDTD) 液晶     

基于矩阵理论的螺旋液晶透射光偏振态研究

将螺旋型液品看作是N层双折射材料晶片叠合而成,而每层光轴相对于相邻的晶片有一个小的旋转.本文基于矩阵理论,研究了光在螺旋液晶中传输时偏振态的变化.经过详细的数学推导,理论研究表明.线性偏振光经过螺旋液晶后偏振态会发生改变.当满足一定的条件时,线偏振光的偏振方向旋转90°,左旋圆偏振光经过左旋螺旋液晶后转变为右旋圆偏振光.     

复合周期的介质-液晶光子晶体研究

本文研究了掺入各向同性周期性介质层缺陷的一维复合周期胆甾型液晶光子晶体的禁带特性.发现同一般的胆甾型液晶不同,复合介质-液晶周期结构对左旋偏振入射光和右旋入射光都会出现共同禁带.当各向同性介质层占一个周期的厚度比例越小,左旋偏振光的禁带效应逐渐消失,而右旋偏振光的禁带则逐渐合并变大;且各向同性介质的折射率越大,则两种偏振光的禁带效应越明显,更容易出现共同禁带;通过调整厚度比,可以在可见光范围内出现对应红、绿、蓝色波长的禁带,从而可以用于液晶显示的反射式彩色滤光片. 关键词： 胆甾型液晶 光子晶体 禁带 缺陷     

相位延迟法平行排列丝状液晶在静磁场中扭曲效应研究

对平行排列5CB（4′-n-penty1-4-cyanobinpheny1)丝状液晶在静磁场中扭曲变形做了严格的数值解,给出了严格分布情况;利用光学“4*4”矩阵算法,计算了线偏振光在严格分布下的传输情况;在实验方面,应用光学相位延迟法对平行排列5CB丝状液晶在静磁场中（温度27℃）线偏振光的通过情况进行了测量.理论计算和实验结果说明在非长螺距近似条件下可用线偏振光对平行排列丝状液晶的物理性质进行实验研究.     

表面液晶-垂直腔面发射激光器温度特性的研究

本文利用向列相液晶层作为激光偏振调控单元,涂覆于垂直腔面发射激光器（VCSEL）表面,测量并分析了不同温度下VCSEL正交线偏振光的阈值电流、峰值光功率和I-P特性. 实验结果表明：温度为293 K时,涂覆液晶后激光偏振第一跳变点和第二跳变点之间的电流值ΔI增大了2.2 mA,比无液晶时增大1倍. 温度为313 K、注入电流为3 mA时,两种正交线偏振光的光功率差ΔP由133.6 μW增大到248.8 μW,进一步增加了线偏振光的各向异性. 表面液晶层的引入有效地扩大了VCSEL的正交线偏振态稳定范围和光功率差,为实现液晶VCSEL高温单偏振稳定的设计和器件制备提供了理论和实验基础. 关键词： 垂直腔面发射激光器 向列相液晶 偏振态     

基于布拉格光纤的磁场调制液晶太赫兹开关

利用中空布拉格光纤结构,设计了一种新型的磁场调制液晶太赫兹开关.通过在包层中采用周期交错的高密度聚乙烯和向列相液晶E7,并施加外磁场控制液晶的取向来改变液晶的折射率,从而实现开关的功能.该设计使开关宜于与光纤耦合,损耗小且能实现单模传输.采用有限元法模拟了开关的各项参数,数值计算表明,此开关的消光比可达2634 dB. 关键词： 太赫兹开关 布拉格光纤 液晶     

不同取向的向列型液晶盒的光电响应曲线

测量了从0°到90°摩擦取向的向列型液晶盒的光电响应曲线,发现在透过率随电压的变化过程中存在较大振荡现象,且振荡幅度与液晶盒的取向相关;通过对液晶盒出射光的偏振状态测量,发现液晶盒出射的椭圆偏振光的偏振方向会影响液晶盒的性能,且影响的强弱与液晶盒的摩擦取向有关.从理论上对该现象进行了定性解释.     

Novel liquid crystal multistage circular polarization switch for three-dimensional laser pico projectors

Crosstalk is one of the most important factors affecting the image quality of polarization switching three-dimensional (3D) projectors. The variation in the phase difference of a polarization switch owing to dispersion degrades crosstalk performance. We propose a novel multistage circular polarization switch comprising liquid crystal devices using a ferroelectric liquid crystal (FLC) in-plane fast switch and a thick nematic liquid crystal (NLC) retarder. In this paper, we present a proof-of-concept model of a 3D laser pico projector using a scanning MEMS head in combination with the polarization switch. We also evaluate the crosstalk and 3D performance of the projector.     

GeS_2-Ga_2S_3-Sb_2S_3-AgCl玻璃的三阶非线性光学特性

采用熔融-急冷法制备了(100-x)Ge20Ga5Sb10S65-xAgCl(x=0,5,10,15,20mol%)系列硫卤玻璃,测试了样品的密度、从可见到中远红外的透过性能以及折射率参量,根据Z-扫描测试原理用钛宝石飞秒激光器测试了样品的三阶非线性特性随波长变化的特性.结果表明:非线性折射率n2和非线性吸收系数β随着波长的增加而增加,AgCl含量为20mol%的样品在800nm处的非线性折射率n2=1.581×10-10esu,非线性吸收系数β=4.707cm/GW.与传统硫系玻璃相比,三阶非线性性能明显提高.     

Anatomy of a polarization switch of a vertical-cavity semiconductor laser

Using a streak camera we have measured the three Stokes polarization parameters during a polarization switch of a vertical-cavity semiconductor laser. The switch occurs along a corkscrew path on the Poincare sphere and takes on average a few nanoseconds; this value agrees with a theoretical treatment based upon the Fokker-Planck equation.     

与偏振无关双向2×2和4×4自由空间光开关

利用成熟的偏振控制技术，设计了一种由偏振光分束器、相位型空间光调制器和反射镜构成的2×2光开关，该光开关所用器件少，具有结构简单紧凑、控制灵活方便、功能实现与信号光的偏振态无关以及可以双向交换等特点；在此基础上通过2×2光开关的串连，设计了一种与偏振无关的双向4×4光开关的实验模块，根据其路由选择与控制方法，得到了4×4光开关实现信号光全排列无阻塞输出与交换对应的路由状态表，并对该实验模块的功能实现进行了详细的分析与讨论。     

行波电极偏振无关干涉型光开关

提出并实现了一种Ｘ切ＬｉＮｂＯ３上的行波电极偏振无关干涉型光开关。达到的指标为：串间地－１４ｄＢ，偏振无关的开关电压为１９Ｖ，带宽达到６ＧＨｚ以上。进一步减小定向耦合器部分中光波导间距的分级步距，串音可达到－２０ｄＢ以下 。     

Broad-Band All-Optical Wavelength Conversion of Differential Phase-Shift Keyed Signal Using an SOA-Based Nonlinear Polarization Switch

Broad-band all-optical wavelength conversion of differential phase-shift keyed(DPSK) signal is experimentally demonstrated.This scheme is composed of a one-bit delay interferometer demodulation stage followed by a semiconductor optical amplifier(SOA) based nonlinear polarization switch.A wavelength converter for the10 Gb/s DPSK signal is presented,which has a wide wavelength range of more than 30 nm.The converted signals experience small power penalties less than 1.4 dB compared with the original signal,at a bit error rate of 10~(-9).Additionally,the optical spectra,the measured waveforms and the open eye diagrams of the converted signals show a high quality wavelength conversion performance.     

高电压长寿命型气体火花开关的设计及初步研究

 根据强流电子加速器的需要,研制了一种高电压长寿命两电极气体开关。该开关采用防污染设计,将开关电极与金属腔体进行一体化设计,并采用金属挡板对绝缘封盖进行防污保护,从最大程度上减小了开关工作时电极材料喷射对绝缘支撑物的污染,提高了开关寿命。运用ANSYS软件优化设计了电极结构。该开关在0.1~0.2 MPa气压条件下,工作电压为32~42 kV,单次脉冲电荷转换量0.38~0.48 C,工作稳定。     

Fiber Sagnac π-shifted interferometer for a polarization-independent PMNT high-speed electro-optic switch

We propose and analyze experimentally a high-speed polarization-independent lead magnesium niobate titanate (PMNT) electro-optic switch using a π-shifted fiber Sagnac interferometer (FSI). In the proposed switch, the PMNT high-speed electro-optic ceramic is used as a phase retarder for two counterpropagating waves, which can switch the energy between the reflection and transmission ports of the FSI. Because of an initial π shift introduced into the FSI by actively adjusting the polarization controller, the power response of the switch is independent of the polarization orientation of the incident light, which induces the polarization-independent characteristic of the switch. An optical switch with cross talk lower than -25 dB and a switching time of less than 200 ns is experimentally investigated. The insertion loss and electric hysteresis property are also demonstrated. Finally, a scheme to form the n × n switch matrix is proposed.     

Design of a new thin-film electro-optic switch

A new thin-film electro-optic switch employing two stable states of polarization is proposed and investigated. The design can be further employed to realize a TE-TM polarization converter by constructing a Mach-Zehnder type interferometer integrated optical switch. The limitations and design procedures for electro-optic devices are also discussed.     

4×4自由空间光开关结构及其矩阵分析

光开关是全光通信网络中的一种重要的光无源器件。提出了一种4×4自由空间光开关的结构设计方法,并进行了矩阵理论分析。该4×4光开关具有新颖的光模块化结构,该光开关结构仅由偏振分束组合棱镜,λ／4波片,λ／2波片,直角棱镜,全反镜和偏振光调制器组成,对光开关的控制与输入光束的偏振态无关。所有的输出端口可以和输入端口无阻塞地互连交换。这种新型的光开关结构具有光学元件少,结构紧凑,模块化,与偏振无关的特点。基于4×4光开关的矩阵分析得到了路由控制表,为4×4光开关从任意输人端口到任意输出端口的路由控制状态提供了理论分析手段,从而可以方便地实现无阻塞地光交换开关矩阵的路由控制功能。