甲基红染料掺杂的聚乙烯醇薄膜光存储特性的实验研究

用2倍频小型YAG激光(532nm)作为写入光和擦除光,用He-Ne激光器623.8nm线作为读出光,用CCD作为探测器,研究了不同写入光功率下,甲基红/聚乙烯醇(MR/PVA)薄膜光栅生长的动力学过程和不同擦除光功率下,光栅擦除的动力学过程.结合光栅生长曲线的波动现象,对光存储机制进行了新的探讨.实验发现,两写入光和读出光的功率配比为1:1:1时,可获得最大衍射效率,提出读出光对写入过程具有双重作用的物理模型,对此实验结果给出了合理的解释.     

偶氮苯衍生物的全息光存储和双折射特性研究

对6-(4-((4-(十八烷氧基-)苯基)二氮烯基)苯氧基)-1-己醇(E-1-ol)的光致变色、双折射和全息光存储特性进行了研究.以488 nm的氩离子(Ar+)激光为抽运光,632.8 nm 的氦氖(He-Ne)激光为探测光,研究了透射信号强度随时间的变化关系;在10 mW～160 mW的范围内,研究了透射信号强度的最大值随抽运光功率的变化;经计算,在各抽运光功率下,获得的光致双折射值(δn)达10-2量级,最大激光功率下,获得的δn为2.8×10-2.对透射信号强度随时间的变化曲线进行了理论拟合,得出曲线的上升和下降符合双指数增长和衰减,时间响应常量分别是:上升阶段:t1=4.8 s,t2=85.8 s;下降阶段:t1=1.9 s,t2=27.6 s.用等强度s偏振的两束Ar+激光为写入光, He-Ne光为读出光,研究了衍射信号强度随时间的变化及写入光功率改变时,衍射信号强度最大值与写入光功率的变化关系;对衍射信号强度随时间变化的动力学过程进行了理论拟合,得出光栅生长和衰减也有快和慢两个过程,光栅生长时间响应常量为:t1=3.9 s,t2=33.9 s,光栅衰减时间响应常量为 t1=1.8 s,t2=60.1 s.     

写入光偏振态对Ce:KNSBN晶体衍射特性的影响

采用非同时读出条件下晶体两波耦合实验装置,以单束光入射Ce:KNSBN光折变晶体,通过改变抽运光偏振方向和品体c轴的夹角φ.系统记录了不同φ角下的抽运光透射光强I',随时间的变化情况.实验结果表明,当φ≤30°时,基本没有光扇效应;实验研究了正交偏振光写入下Ce:KNSBN晶体的两波耦合动态过程,并与e光写入下两波耦合动态过程进行了比较,发现正交偏振光写入时光扇噪声得到了明显抑制,在相同的写入参量条件下光栅的衍射效率明显提高.     

用多级台阶量化相位光栅分离偏振光

构造了三角形轮廓多级台阶量化相位光栅模型,用傅里叶光学方法详细推导了光栅衍射场强的解析表达式。分析了这种光栅对偏振光的分离和聚焦特性,并优化设计了两个光栅。数值模拟和分析表明,模型光栅能够将o光和e光分离任意距离,并分别在指定的方向上聚焦。计算结果显示,取8～16个量化级就可以得到较大的衍射效率,两偏振光的能量比较均衡,偏振性能较好;量化级数的进一步增加只是衍射效率有所增加,并不能提高偏振性能。     

不同波长的散射介质后向散射光偏振度特性

基于Stockes矢量,通过测量以线偏振光和圆偏振光入射时脂肪乳剂后向散射光的偏振度,研究了532 nm、650 nm和780 nm三个波长的光与散射粒子粒径为325 nm的脂肪乳剂溶液作用后,其后向散射光的偏振度特性.研究结果表明,对于入射线偏振光,780 nm波长后向散射光中的线偏振光成分多于圆偏振光成分,而532 nm波长则相反;对于入射圆偏振光,三个波长后向散射光中的圆偏振光成分均多于线偏振光成分;532 nm波长的总偏振度高于650 nm和780 nm两个波长各自的总偏振度;线偏振光的保偏性优于圆偏振光的保偏性,但偏振光在散射介质中的穿透深度较小.因此,后向散射成像技术适用于物体表层成像,而且选择波长略大于粒径的线偏振光可以提高成像质量.     

不同波长的散射介质后向散射光偏振度特性

基于Stockes矢量,通过测量以线偏振光和圆偏振光入射时脂肪乳剂后向散射光的偏振度,研究了532nm、650nm和780nm三个波长的光与散射粒子粒径为325nm的脂肪乳剂溶液作用后,其后向散射光的偏振度特性.研究结果表明,对于入射线偏振光,780nm波长后向散射光中的线偏振光成分多于圆偏振光成分,而532nm波长则相反;对于入射圆偏振光,三个波长后向散射光中的圆偏振光成分均多于线偏振光成分;532nm波长的总偏振度高于650nm和780nm两个波长各自的总偏振度;线偏振光的保偏性优于圆偏振光的保偏性,但偏振光在散射介质中的穿透深度较小.因此,后向散射成像技术适用于物体表层成像,而且选择波长略大于粒径的线偏振光可以提高成像质量.     

偏光器件的Jones矩阵研究

利用Jones矩阵分析了双λ/4波片对正入射线偏振光的复合效应,结果表明:当入射线偏振光光矢量与第一只λ/4波片的快(慢)轴方向成π/4角时,出射线偏振光光矢量相对入射光光矢量转过的角度只与第二只λ/4波片的快轴与入射光光矢量方向的夹角有关;分析研究了线偏振元件的Jones矩阵,给出了判断偏振态和获得左、右旋圆(或椭圆)偏振光的方法。     

偶氮苯衍生物的全息光存储和双折射特性研究

对6-（4-（（4-（十八烷氧基-）苯基）二氮烯基）苯氧基）-1-己醇（E-1-ol）的光致变色、双折射和全息光存储特性进行了研究.以488 nm的氩离子（Ar+）激光为抽运光,632.8 nm 的氦氖（He-Ne）激光为探测光,研究了透射信号强度随时间的变化关系;在10 mW~160 mW的范围内,研究了透射信号强度的最大值随抽运光功率的变化;经计算,在各抽运光功率下,获得的光致双折射值（δn）达10－2量级,最大激光功率下,获得的δn为2.8×10－2.对透射信号强度随时间的变化曲线进行了理论拟合,得出曲线的上升和下降符合双指数增长和衰减,时间响应常量分别是：上升阶段：t1=4.8 s,t2=85.8 s;下降阶段：t1=1.9 s,t2=27.6 s.用等强度s偏振的两束Ar+激光为写入光, He-Ne光为读出光,研究了衍射信号强度随时间的变化及写入光功率改变时,衍射信号强度最大值与写入光功率的变化关系;对衍射信号强度随时间变化的动力学过程进行了理论拟合,得出光栅生长和衰减也有快和慢两个过程,光栅生长时间响应常量为：t1=3.9 s,t2=33.9 s,光栅衰减时间响应常量为 t1=1.8 s,t2=60.1 s.     

SA/PMMA的可擦除光存储特性研究

用在聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）中掺杂邻羟基亚甲基苯胺（SA）样品，实现了可见光区域的可擦除光存储。以Ar^ 激光488.0nm线为写入光，He-Ne激光632.8nm线为读出光，研究了光栅生长的动力学过程。在写入和擦除过程中，均观察到了衍射信号随时间先增强后减弱的趋势。探讨了写入光和擦除光功率对衍射信号的影响，依据相干光调制形成相位光栅和光异构产生压力梯度引起分子扩散的光物理过程对光存储机制进行了探讨。     

菌紫质高密度偏振全息光数据存储实验研究

实验研究了基因改性菌紫质BR_D96N薄膜在不同偏振光记录下的全息存储特性，比较了不同 偏振态记录光和读出光对衍射像光强及信噪比的影响. 实验结果表明，与其他偏振全息记录 相比，正交圆偏振光记录可实现衍射光偏振状态与散射噪声偏振状态的分离，得到高信噪比 的衍射像，同时还具有高的衍射效率. 以 He_Ne 激光器（633nm，3mW）为记录和读出光源 ，用空间光调制器作为数据输入元件，CCD作为数据读出器件，采用傅里叶变换全息记录的 方法，在 BR_D96N 薄膜样品60μm×42μm的面积上进行了正交圆偏振全息数据存储，达到 了2×10⁸bit/cm²的存储面密度，并实现了编码数据的无误读出与 还原. 关键词： 菌紫质 偏振全息 光致变色 光致各向异性 高密度光存储     

Mathematical principle and characteristics of polarization transform

The precise definition of polarization transform is proposed from the viewpoint of polarization domain transform for the first time. The mathematical principle, characteristics and physical meanings of polarization transform are analyzed. Two typical kinds of polarization transforms which are called unitary matrix polarization transform (UMPT) and diagonal matrix polarization transform (DMPT) are put forward. The gain property and the change property of polarization state distance are presented in detail. Thereby, the concept of serial polarization transform is proposed. A general polarization transform can be realized by two steps: changing the location of polarization states in polarization domain by UMPT; and expanding or compressing the density of polarization states by DMPT. The result is meaningful to many applications including polarization filtering, detection, enhancement, anti-jamming, discrimination and so on. Supported in part by the National Excellent PhD Dissertations Fund of China (Grant No. 08100101), the New Century Excellent Talents Fund of China (Grant No. NCET-04-0997), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60672033) and the Excellent PhD Fund of National University of Defense Technology (Grant No. B070401)     

偏分复用系统中偏振模色散补偿与偏分解复用一体化方案

本文建立了偏分复用系统中偏振模色散与信号偏振态变化引起信道串扰的数学模型, 分析了偏振模色散对偏分复用信道射频功率的影响, 并提出了适用于偏分复用系统的光域偏振模色散补偿与偏分解复用同时进行的方案: 用信道的射频功率作为反馈控制信号, 监测链路中偏振模色散和偏振态变化引起的信道串扰的大小, 用改进的粒子群优化算法对偏振控制器进行自适应控制, 同时完成偏振模色散补偿与偏分解复用. 在112 Gb/s偏分复用-差分正交相移键控(PDM-DQPSK)传输系统中仿真验证了该方案的有效性. 结果表明该方案可以使112 Gb/s-PDM-DQPSK传输系统完成自适应偏分解复用的同时, 在1 dB的光信噪比代价下, 使系统对偏振模色散的容忍度提高20 ps. 关键词： 偏分复用系统 信道串扰 偏振模色散 偏分解复用     

动态偏振控制器的复位分析与实现

利用琼斯矩阵分析了适合高速应用的四通道挤压光纤型偏振控制器的复位原理,根据复位原理设计了以两通道为主延迟器,另两通道为辅助复位延迟器的复位方案,并以40Gb/s的PMD补偿系统为实验平台进行了验证,反馈信号及四通道控制电压和时间的关系曲线表明复位效果良好且复位未对PMD补偿产生不良影响。     

一种基于新型偏振干涉成像光谱仪的目标偏振信息探测新方法

提出了一种采用基于视场补偿型Savart偏光镜的新型偏振干涉成像光谱仪对二维目标偏振信息进行空间遥感探测的新原理和新方法.在新型偏振干涉成像光谱仪光学系统不变的情况下,通过旋转偏振干涉仪分别测出了三个不同角度下像面上各像点的光强值,反演出了二维面目标的斯托克斯矢量,并给出了各像点偏振度和偏振方向的理论表达式.采用计算机模拟实验对该探测原理和方法进行了验证,所得结果与理论完全符合.从理论和实践上扩展了干涉成像光谱仪的探测功能,与目前国内外所研究的成像光谱仪相比,该成像光谱仪既能同时探测目标二维空间信息和一维光谱信息,又提供了一种获得目标偏振信息的手段和方法.     

一种光谱偏振成像系统设计及应用

为了获取目标和背景的偏振信息,提高地面目标识别的准确度,提出一种光谱偏振成像探测系统。该系统采用旋转偏振片的方式对入射光的偏振状态进行调制,通过旋转滤光片进行光谱选择,从而实现光谱偏振成像探测。通过对该系统偏振度的探测精度进行实验测试,结果表明,所设计的光谱偏振成像探测系统达到4%的探测精度。利用该系统对地物背景中的迷彩伪装板进行了探测实验,分析所得的偏振度图像发现,目标在背景中较为明显,与草地及土壤背景区域偏振度的差值分别达到0.292和0.283。     

光纤偏振模色散对信号偏振度的影响

采用一种简化的线路传输模型，详细讨论了在高速光纤通信系统中，线路偏振模色散（PMD ），尤其是二阶PMD、输入信号偏振态等对信号偏振度（DOP）的影响，并指出以信号DOP做 反馈控制信号适合于一阶PMD优化补偿系统，但在较大二阶PMD的影响下，将增加控制算法的 复杂性，使系统可能陷入局部最优解. 关键词： 信号偏振度 偏振模色散 信号偏振态     

偏光眼镜的理论及应用

本文就偏光眼镜的制造、理论及应用前景作了一些介绍。从长远来看，选择更好的偏振材料不仅对偏光眼镜，而且对许多偏光仪器也有重大意义。     

Instantaneous coherent polarization and coherent polarimetric spectra

The statistics of polarization in electromagnetic waves or target vector has been studied deeply, generally using Stokes parameters. Unfortunately, all the data-processing includes the assumption that the sampling data are independent of time, without a consideration of the time coherence of the polarization data, such as instantaneous Stokes parameters. In this paper, the definitions of the instantaneous coherent polarization function and polarimetric spectrum are presented for the first time, which shows the coherences of the instantaneous Stokes parameters in both time and frequency domain, even in spatial coherence. The new formula of definition can be extended to spatial propagation coherence, both in free space or any linear medium.     

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。     

存在偏振相关损失条件下偏振模色散的特点

偏振模色散和偏振相关损失的联合作用，会产生不规则的色散现象，这一点不能直接通过琼斯距阵本征分析法的运用进行描述。由此引出了对偏振模色散和偏振相关损失共存条件下的研究。通过对琼斯本征分析法进行修正，来分析存在偏振相关损失条件下偏振模色散的特征距阵，理论分析表明，由于偏振相关损失的影响，即使在忽略差分损耗频率相关性的条件下，偏振模色散的特征距阵也会产生根本性的变化。