扩展琼斯矩阵在研究Solc滤波器离轴消光比中的应用

根据广泛使用的双折射材料的性质以及滤波器入射角有限的特点,讨论了晶体中o光和e光的关系;根据光的折射定律,将光在晶体表面的折射效果表述为输入、输出折射率矩阵;建立了从入射面坐标系到晶体本征坐标系的坐标变换矩阵;推出了简化的扩展琼斯矩阵。整个过程物理思想清楚,每个矩阵表示的物理意义直观、明确,得到的结果简单,计算量小。用于Solc滤波器消光比的研究,给出了在任意入射角下计算多块晶片Solc滤波器传输特性的一般表达式,对Solc滤波器锥光干涉图作了数值模拟。适用于计算各种类型双折射滤波器的离轴消光比。     

双折射晶体琼斯矩阵分析

利用双折射晶体中两特征偏振态在晶体中独立传播的理论，推导出双折射晶体的琼斯矩阵，并对特征光波为线、圆、椭圆偏振光时的琼斯矩阵做出相应的分析和讨论。找出了直接影响光透过晶体后偏振态的因素，并做出相互之间的关系曲线。对分析双折射晶体对光偏振态的影响以及通过光学方法分析晶体性质具有一定参考价值。最后分析了水晶片旋光性质变化的原因，对四频差动激光陀螺中水晶片的安装具有一定的指导作用。     

本征广义琼斯矩阵方法（英文）

为了描述完全偏振光在非线性晶体中传播时的偏振态及相位变化,本文基于Ortega-Quijano等人在推导非线性晶体的广义琼斯矩阵时采用的微分广义琼斯矩阵方法,提出了本征广义琼斯矩阵方法。与微分广义琼斯矩阵方法相比,本征广义琼斯矩阵方法使用了更精确的数学技巧,在描述光在非线性晶体中传播的物理过程上更为严谨。解决了微分广义琼斯矩阵不能计算斜入射光或者光轴与实验室坐标不重合时光的偏振变化的问题。首先,根据折射率椭球方程和光的入射方向,计算出非线性晶体中本征光的传播方向和折射率。然后,给出了本征光的本征广义琼斯矩阵。最后,计算了本征光的偏振态和相位变化。本文使用本征广义琼斯矩阵对带有一个奇点的涡旋光在KDP晶体中的传播情况进行模拟计算,计算结果表明,本征广义琼斯矩阵方法能够描述任意入射角度、任意光轴方向的完全偏振光在非线性晶体中的传播过程。     

基于薄膜光子晶体超晶格理论的偏振带通滤波器

偏振带通滤波器在光通讯波分复用技术中有着特殊的应用.利用薄膜一维光子晶体超晶格概 念，提出了两种新的偏振带通滤波器的设计方法.第一种是基于两个一维光子晶体叠加的偏 振带通滤波器；第二种是在第一个光子晶体的中间插进第二个光子晶体，形成三个一维光子 晶体叠加的偏振带通滤波器.设计了性能优良的p偏振分量透射而s偏振分量反射的新型带通 滤波器.讨论了这种滤波器的通带特性和截止宽度. 关键词： 薄膜光子晶体 超晶格 偏振带通滤波器 波分复用系统     

菌紫质同线偏振全息记录时再现光偏振方向对衍射效率的调制

当用相同偏振方向的物光和参考光在菌紫质薄膜上记录光栅时,再现光的偏振方向会影响其衍射效率.采用琼斯矩阵方法对此进行了理论分析,结果显示,再现光的偏振方向对衍射光的光强产生余弦调制;当再现光的偏振方向平行或垂直于记录光的偏振方向时,衍射光仍为线偏振光,其他情况下衍射光均变成椭圆偏振光.再现光偏振方向对衍射效率峰值的调制为正向余弦调制,对衍射效率稳定值的调制为反向余弦调制(与前者在相位上相差π).加入辅助紫光可抑制光栅的饱和,从而使得再现光偏振对衍射效率稳定值的调制由反向余弦调制变为正向余弦调制,并且提高了衍 关键词： 菌紫质 光致各向异性 衍射效率 琼斯矩阵     

偏振无关的双折射多波长滤波器的Z域设计

基于双折射铌酸锂晶体的电光效应,设计了一种偏振无关的二端口波导型多波长可调谐滤波器.在非对称干涉仪的上下分支波导上,耦合电极与相移电极周期性交叉级联实现模式的偏振转换.利用琼斯矩阵的Z域分析,求解驱动电压模拟实现多个波长的同时选择.仿真实现了自由光谱范围内分布任意的窄带多波长输出.波长中心处传输率为100%;旁瓣大小受到所选波长个数的影响,三个波长同时滤波的旁瓣可达12 dB.同时得到了梳状滤波输出谱,其通带顶部平坦,旁瓣可达15 dB以上.     

布儒斯特角切割LiNbO3晶体的偏振态分析

基于琼斯矩阵和菲涅耳公式,建立了偏振光透过LiNbO3晶体的分析模型,研究了入射光偏振态、晶压等参数对输出光偏振态和p偏振态、s偏振态透射率的影响规律。搭建了分别含单块LiNbO3晶体、LiNbO3晶体和薄片、两块串联LiNbO3晶体的Ho,Tm,Cr:YAG激光电光调Q实验装置,并测得了输出激光的偏振态、输出能量等随晶压的变化关系曲线。     

随机电磁光束的广义斯托克斯参数实验测量

利用杨氏双缝和马赫曾德干涉提出一种检测随机电磁光束的广义斯托克斯参数的实验方法.部分相干光通过杨氏双缝后,用光阑、半波片和偏振片组成的马赫曾德干涉光路进行处理,检测干涉条纹的相干度和单个缝的光场强度,得到光束的交叉谱密度矩阵,进而得到光束的广义斯托克斯参数.实验结果表明,同方向偏振的光分量的空间相干度高于正交偏振方向的光分量.该方法可用于研究光束传播过程中的偏振特性和相干特性的变化.     

起偏器参量对光学电流传感器性能的影响

以琼斯矩阵为数学工具,利用理论分析、计算机仿真和实验研究的方法,考察了偏振片的消光比和预偏角误差对光学电流传感器输出特性的影响.研究结果表明,上述偏振片参量均可在光学电流传感器的输出中引入直流分量,并使尺度因子发生一定的改变.当最终输出信号用交流电表度量时,输出信号中引入的直流分量可被交流电表中自带的隔直电容滤除,尺度因子的改变可用后续信号处理电路中的放大单元矫正.本研究结果可为光学电流传感器的设计人员提供有用的参考.     

格结构在晶体梳状滤波器设计中的应用

利用数字信号处理中的格滤波器理论,研究了晶体梳状滤波器的设计方法.当传输函数满足对称和功率互补时,分析指出滤波器的阶数是奇数,N阶滤波器只需要(N+1)/2个波片,且所用波片的厚度比为1∶2∶2…2或2∶2…2∶1；提出了对半带滤波器传输函数作谱分解得到光梳状滤波器传输函数的方法.在此基础上总结出根据应用要求设计晶体梳状滤波器传输函数和结构参量的方法,通过设计一个7阶滤波器,表明提出的方法设计过程简单,且设计结果符合梳状滤波特征.     

Birefringent filter with amplitude beats

In this work, we show a very simple birefringent filter useful to modulate a broadband light spectrum. We first show the generation of various oscillating spectra using two identical multiple-order waveplates. In particular a sinusoidal broadband spectrum with a rapid oscillation is obtained. This spectrum is amplitude modulated by adding another waveplate to the system. This waveplate has a small phase shift, and with the proper orientation generates amplitude beats on the broadband spectrum. Finally, we show how this system can be voltage controlled by means of a ferroelectric liquid crystal modulator. We experimentally demonstrate this behavior with the aid of a portable spectrophotometer, and we provide a theoretical explanation on the basis of the Jones matrix formalism.     

红外波片相位延迟的测试方法及精度分析

通过全面分析光强随波片方位角的变化从中优化出可适用于红外波段的确定波片延迟的方法。此方法只需读取输出光强的最大值和最小值,通过简单运算得到所测波片的相位延迟。以此为理论基础,建立了一套红外波片检测系统,此系统使用元件的数量较少,操作简单,重复性好,易于得到较高的测试精度。此外,从系统光源、光学元件到接收器件等组成部分分析了整个系统中各种误差源对测试精度的影响。结果表明,该系统的检测精度与波片延迟有关,并给出其关系曲线,由该曲线可知,当所测波片的延迟大于40ο时,该系统的仪器相对误差在1%之内,对于常用1/4和1/2波片,仪器相对误差分别为0.2%和0.01%。该检测系统的测试精度在可见和近红外波段基本保持不变。     

基于液晶空间光调制器的光栅衍射效率

基于Jones矩阵理论和液晶弹性自由能理论，分析计算了扭曲向列型液晶空间光调制器（TN-LCSLM）的复振幅调制特性.以显示一维矩形光栅为例，详细计算了不同输入输出偏振器配置下的一级衍射效率.数值计算结果和分析表明，在加输出偏振器和不加输出偏振器两种情况下都存在一个具有最大一级衍射效率的取向配置.     

新型内反射旋光光学滤波器研究

基于氯酸钠晶体的各向同性和旋光色散特性,利用线偏振光以Brewster角内反射时P分量反射率为零的特性,研制出一种新型内反射旋光光学滤波器,该光学滤波器仅需采用单个偏振片,即可达到良好的滤波效果.利用Mueller矩阵对该滤波器的滤波特性进行理论分析以及实验测试,结果表明对含有532 nm和632.8 nm谱线的线偏振光,改变起偏器角度即可连续调制出射红、绿光的光强,当起偏器较初始位置旋转过133.36°和173.06°时,绿光和红光分别消光,绿光和红光的隔离度可达10 dB. 关键词： 光学滤波器 各向同性 旋光色散 偏振     

Woodpile结构三维光子晶体中的四端口通道下载滤波器

基于三维光子晶体空间完全带隙的特性,本文在实验上构建了一种由非共面的两个波导和一个立体微腔组成的四端口通道下载滤波器。讨论了球体、正方体、长方体微腔滤波器的选频特性,以及连续旋转长方体微腔时,其输出频率的变化。研究结果表明,无论是对称型还是非对称型微腔,都可以较好地实现选频。提高微腔的不对称性,共振输出频率随之发生移动,说明改变微腔的对称性,可以有效调节滤波器的选频特性。连续旋转非对称型长方体微腔,输出频率会随之发生明显的移动,如果引入有效调节机制,可以产生连续调节输出频率的效果。该研究结果给多端口选择性输出空间滤波器的设计提供了新的思路,为光学器件集成化的设计提供了重要的理论参考。     

Optical Microwave and Millimeter Generation by Using Birefringent Fiber FP Cavity with Pulse Laser Injection

A novel optical microwave and millimeter generation by using single mode fiber FP cavity (SMFFPC) with pulse laser injection is proposed and experimentally demonstrated. The frequency of output signal is determined by the birefringence degree of the SMFFPC, a general relationship between output signal frequency of SMFFPC and birefringence degree of single mode fiber is derived. The proof of concept device consists of a light source, a polarizer controller, a modulator, a RF generator, a single mode fiber Fabry-Perot cavity, a strain inspector, an erbium doped fiber amplifier, a filter, a polarizer, and a digital communication analyzer. The results demonstrate the new concept of optical microwave and millimeter generation and the technical feasibility.     

基于液晶可调谐滤波技术的动态增益均衡器研究

提出了一种基于液晶技术的新型可调谐滤波器结构,详细介绍了这种新型液晶可调谐滤波器的结构及其工作原理,用琼斯矩阵法推导出其光传输矩阵,得出了其光透过率表达式,并在数值上进行了仿真,得出了其幅度与相位的调制特性.同时分析了采用这种液晶可调谐滤波器八级级联组成动态增益均衡器的遗传算法优化仿真结果.利用优化得出的参数值,对该动态增益均衡器进行了实验,得出了DGE完整的光增益透过谱,实验结果与理论分析相吻合.     

一种级联马赫-曾德尔滤波器设计的新方法

级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器可实现平顶化的滤波器频谱响应,但是利用传统的传输矩阵法。并不能方便地得到级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器中各耦合器的耦合系数。将级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器与数字信号处理中的有限脉冲响应滤波器进行了类比,并将数字滤波器的设计方法引入到级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器的设计中,将滤波器的传输函数表示成为各耦合器耦合系数的显式函数,同时利用遗传算法,计算了对于给定的滤波器频谱响应,级联马赫—曾德尔干涉仪光滤波器中各耦合器的耦合系数。通过实例证明了利用数字滤波器的设计方法及遗传算法设计级联马赫—曾德尔干涉仪光滤波器,不仅可以得到理想的结果,而且可以提高光滤波器的设计效率。