温度不敏感偏振无关电光调制器设计

 利用LiNbO3晶体电光系数之间的关系,提出一种全新的温度不敏感偏振无关电光调制器。该调制器采用2块LiNbO3晶体紧密相贴的结构,2块晶体加同一横向电压,电极设计和制作相当简单,无偏振片,无偏振损耗。采用线性电光效应的耦合波理论对光在调制器中的传播进行研究,理论计算表明：光通过调制器后,其输出强度不依赖于入射光的偏振状态;另外,数值计算结果表明：当温度在-20℃到60℃之间变化时,调制器输出光强的扰动不超过1.5%。     

双光路混合集成加速度相位传感器芯片中偏振器的设计

本文提出了一种新型的混合集成加速度相位传感器芯片,以实现加速度传感。芯片工作波长为1．3μm,制作于y切x传Ti:LiNbO3晶体之上。为探测外界加速度信号,芯片要对在其中传播的光模进行调制。这是由施加横向电场使iNbO3晶体产生电光效应,并对TE模进行调制来实现的。这要求芯片中传播的光要有确定不变的偏振态。通过在芯片上集成TE模偏振器达到此目的。本文即解释了芯片中偏振器的设计方法,并计算得出了偏振器的优化设计参数。     

采用接触式极化法研制有机聚合物电光光波导调制器

结合器件的整体结构考虑，对接触式极化方法和工艺进行了研究，基于接触式极化法，设计并制作了聚合物电光光波导相位和偏振调制器。通过测量器件的偏振调制特性，在1550nm光波波长下，获得了最大电光系数为llpm／V，电光相位调制器的半波电压为45V。     

一种新的偏振无关电光调制器

提出一种全新的偏振无关强度调制器设计原理.这种调制器只需要一个电光晶体,不需要辅助偏振片,电极设计和制作相当简单.采用线性电光效应耦合波理论对光在调制器中的传播行为进行详细的研究,经过理论计算,发现光通过调制器后,出射的调制光强不依赖于入射光的偏振状态.最后,以4 mm晶系中的SBN和KNSBN为例,给出调制器在横向应用时电光晶体优化切割方案.     

偏振方向对涡旋光束产生的影响

在利用液晶空间光调制器(LCSLM)产生涡旋光束时,入射光的偏振方向对涡旋的产生有着明显的影响。从液晶空间光调制器的工作原理出发,研究了不同偏振方向的线偏振光在通过LCSLM的相位调制后,涡旋光束产生的变化。通过模拟仿真与实验结果的比较,发现随着线偏振光的偏振方向与液晶分子光轴夹角的增大,液晶空间光调制器的调制误差变大,所产生的涡旋光束的质量变差。当夹角大于4.725°时,涡旋光束的质量明显变差。而随着夹角继续增大,LCSLM对入射光的调制作用减弱,无法产生涡旋光束。     

电控径向双折射滤波器的横向超分辨与轴向扩展焦深

提出利用电控径向双折射光瞳滤波器实现横向超分辨性能参量的调制与轴向扩展焦深。该光瞳滤波器由两个平行偏光镜,一个电光晶体与一个径向对称双折射晶体组成。分析了电光晶体与径向双折射元件对光偏振态的空间调制作用,通过控制电光晶体的相位延迟实现径向中心处初始偏振态的控制,与径向双折射元件横向偏振态调制结合,实现了庞加莱球上偏振态演变路径与阶段的控制,从而对焦点附近偏振态进行空间调制以实现光强的重新分布。研究结果表明,外加电场调制可以实现横向上超分辨性能的调控以及轴向上焦深的扩展,并可得到相应的电光相位延迟范围。     

利用电光相位调制和交叉相位调制制作时间透镜的实验及仿真分析

对时间成像理论进行简要研究. 利用电光相位调制器进行光脉冲压缩实验,并分别对基于电光相位调制和交叉相位调制的时间透镜组成的时间成像系统进行了仿真和讨论. 实验结果表明,基于电光相位调制的时间透镜组成的时间成像系统可以有效压缩光脉冲,但是该系统受到了孔径限制,压缩系数较小,分辨率较低. 进一步的仿真分析结果表明,基于交叉相位调制的时间透镜组成的时间成像系统不受孔径限制,能够获得更大的压缩系数和更高的分辨率,但是该系统的实现难度较大. 关键词： 光脉冲压缩 时间透镜 电光相位调制 交叉相位调制     

基于法拉第旋镜的干涉型光纤传感系统偏振相位噪声特性研究

偏振诱导信号衰落现象的抑制是干涉型光纤传感系统的关键技术之一. 针对法拉第旋镜(FRM)法抑制偏振诱导信号衰落技术的残留偏振相位噪声问题进行了深入的理论和实验研究. 运用琼斯矩阵法建立了基于法拉第旋镜的干涉型光纤传感系统偏振相位噪声的理论模型; 分析了影响系统偏振相位噪声的主要原因: 法拉第旋镜的旋光角度偏差、入射光偏振态调制度、干涉仪两臂光纤双折射; 提出了相应的抑制偏振相位噪声的方法. 详细仿真分析了入射光偏振态调制度对干涉型光纤传感系统偏振相位噪声的影响, 仿真分析得出若法拉第旋镜旋光角度偏差为最大工艺制造误差1°, 当入射光偏振态调制度为1.84 rad时, 系统可能出现的最大偏振相位噪声为0.0815 rad. 最后, 搭建了基于M-Z型偏振态调制器的偏振相位噪声测试系统, 测试了在传输光纤受到外界偏振扰动的情况下, 干涉传感系统存在的偏振相位噪声, 实验测试结果与理论分析结果基本一致, 有力地证明了该偏振相位噪声理论分析模型的正确性.     

偏振态对准相位匹配线性电光效应的影响

系统研究入射光为不同偏振态时的准相位匹配线性电光效应。在准相位匹配条件满足时,若入射光为线偏振光,则o光与e光能够彻底耦合,出射光仍为线偏振光,且其偏振方向可以通过外加电场调节到任意角度;若入射光为椭圆偏振光,则o光与e光不能彻底耦合,输出光为与输入光同椭圆率的椭圆偏振光,其椭圆方位角可以通过调节外加电场旋转到任意角度;若入射光为圆偏振光,则o光与e光之间没有能量耦合,输出光仍为圆偏振光。准相位匹配条件满足的线性电光效应在保偏的偏振旋转器中有重要应用。在准相位匹配条件不满足时,o光与e光由于相位失配而没有能量耦合,输出光的偏振态取决于o光与e光的初始相位差和双折射(自然双折射和电光双折射)引起的附加相位差,特别是极化占空比为0.5时,电光效应引起的双折射总效果为零。     

高频电光调制驱动器的设计

要想实现两台独立激光器的相干合成,需要在得到相位差信号的基础上,利用相位差信号去实时控制LiN-bO3电光晶体,以此达到弥补相位跳变的目的。由于相位差信息是随机变化的,而且其幅值很小,不能直接驱动LiNbO3电光晶体,所以需要经过放大处理。利用前置放大器LMH6624和高压放大器PA98设计了一个高频电光调制器的驱动电路,将拍频信号中分离出来的相位差信号经过驱动电路放大后去控制LiNbO3电光晶体,以此改变通过电光晶体的光束的相位,为进一步实现相干合成打下基础。     

双中心全息记录的矢量分析与记录方向优化

对描述双掺杂晶体非挥发性全息记录动力学过程的Kukhtarev方程进行了矢量分析,分析中考虑了体光生伏特效应和外加电场的作用。在小信号近似的基础上给出了双中心全息记录中记录与固定阶段空间电荷场的矢量解析解。在综合考虑空间电荷场的各向异性以及晶体有效电光系数的各向异性后,给出了双中心全息记录的优化记录方向。结果表明,对(Fe,Mn)∶LiNbO3晶体633nm寻常光记录,优化记录方向主要由有效电光系数决定,光栅波矢与光轴夹角为22°,方位角为30°;对(Fe,Mn)∶LiNbO3晶体633nm非寻常光记录,优化记录方向主要由固定空间电荷场决定,光栅波矢与光轴夹角为44°,方位角为90°。     

频率调制强吸收光谱中残余幅度调制的理论分析

由电光调制器(EOM)中双折射效应及线偏光不完全沿EOM调制方向诱发的残余幅度调制(RAM)使频率调制(FM)光谱技术在微量气体检测中的应用受到极大的限制。基于光场与晶体相互作用及光学干涉原理推导出存在RAM时FM光谱的线型表达式,确定出输入线偏光角度、EOM中双折射效应、FM系数等是影响线型的主要因素,且当入射EOM光的偏振角度偏离调制方向越大,双折射效应引起的特征偏振方向相位差越大,线型扭曲越严重;同时在FM色散光谱中存在一个受两者影响的直流偏置;最后给出通过伺服控制这两过程可以达到抑制RAM的目的。这些现象及线型的分析将为基于光纤器件的FM光谱提供必要的理论支持。     

Polarization properties of single metallic nano-spheroid using 3-D boundary element method

The polarization properties of an individual metallic nano-spheroid illuminated by the linearly polarized light are studied based on 3-D boundary element method. The scattering cross sections and the local field enhancements are investigated in detail when the incident lights are with different polarization directions and wavelengths. The numerical results show that the polarization direction of the incident light can strongly influence the scattering spectrum and the enhanced field distribution of the metallic nano-spheroid. The incident light with polarization direction parallel or perpendicular to the major axis can inspire longitudinal or transversal local surface plasmons resonance modes, respectively. The electric field enhancement and distribution around the nano-spheroid can be conveniently tuned by carefully selecting the polarization direction and wavelength of the incident light.     

压电诱导型声光调制器中的电光效应

本文通过解压电效应的基本方程,应用一维近似理论,结合边界条件,得出压电共振晶体中电场是不均匀的,它将导致“电光栅”的产生。“电光栅”与“声光栅”可以相互耦合,产生“高次光栅”。压电诱导声光(PESD)调制器中的一次电光效应更有助于对入射光束的衍射和调制。实验结果证实本文结论。 关键词：     

电光调制2×490°相移空间光学桥接器

基于LiNbO3晶体的双折射和电光效应设计制作了一种2×4的90°相移自由空间光学桥接器。该桥接器利用晶体的双折射效应进行信号光和本振光的分光/耦合,电光效应引入相位调制,在给定电场条件下实现2×4 90°空间光学桥接器的功能。对空间光学桥接器进行了实验测量和分析。实验结果表明该桥接器性能良好,相位连续可调,相位误差可通过电压调制补偿,应用于相干接收系统。     

Inhibition of light tunneling in chirped and longitudinally modulated semi-infinite waveguide arrays

The inhibition of light tunneling in chirped and longitudinally modulated semi-infinite waveguide arrays where the refractive index is linearly modulated in the transverse direction and harmonically modulated along the light propagation direction is considered. We report on the effect of the refractive index transverse amplitude modulation rate, longitudinal modulation frequency and depth on tunneling inhibition in both linear and nonlinear regimes. We show that in the linear regime an optimal value for the transverse amplitude modulation rate of refractive index exists and can determine the optimal longitudinal modulation frequency or depth leading to a maximum of distance-averaged power fraction. In the nonlinear regime the tunneling inhibition dynamics is affected dramatically by the transverse amplitude modulation rate and the associated electric field amplitude of the input beam.     

Linear electro-optic properties of YCa4O(BO3)3

We have characterized the effective linear electro-optic coefficients of YCa4O(BO3)3 (YCOB) relative to KH2PO4 and KD2PO4 at 632.8 nm. We measured a maximum r(eff) value of 10.8 +/- 1.4 pm/V for YCOB in a transverse electric field configuration for propagation along the X or the alpha dielectric axis, with the electric field applied along the Z or the gamma dielectric axis. We also found effective coefficients of 10.7 +/- 1.0 and 3.4 +/- 0.4 pm/V for YCOB in longitudinal configurations. The remaining values of r(eff) for various transverse applied voltages were found to be less than 3 pm/V. The excellent thermomechanical properties of this crystal, coupled with moderate electro-optic coefficients, make YCOB and its isomorphs potential candidates for use as high-average-power electro-optic switches.     

基于1/4波片晶体电光调制输出特性的理论分析

根据铌酸锂晶体电光调制原理,推导了电光调制器透光率与1/4波片光轴方位的数学通式,通过数值计算分析了基于1/4波片晶体电光调制的输出特性.结果表明,波片每旋转π/4,周期性依次出现线性调制、非倍频失真和倍频失真,与实验结果相符.