脉冲式可控偏振态变换器及其应用

本文提出一种基于晶体双折射效应的脉冲式可控偏振态变换器,可以实现偏振光六个偏振分量的脉冲变换.将它应用于偏振型光传感信号的单光路分时检测,可以提高信号检测灵敏度和传感信号的抗干扰能力.文中给出了利用铌酸锂晶体和脉冲电场对光传感信号的X、Y线性偏振分量进行脉冲变换的实验结果.     

电光调制对外部光反馈垂直腔表面发射激光器输出矢量混沌偏振的操控

基于周期性极化铌酸锂晶体的线性电光效应耦合波理论,数值研究了电光调制对外部光反馈垂直腔表面发射激光器(VCSEL)输出矢量混沌偏振模的操控.研究结果表明,VCSEL输出的偏振度随着电光晶体的长度或施加于电光晶体的外电场强度成周期性转换,控制一定的施加外电场强度和晶体的长度,激光器的不同参数下引起初始混沌偏振态都可以转换为其他任意混沌偏振态.特别是合理选择一定的施加外电场强度或晶体长度,VCSEL输出的任意混沌偏振模可以转换为完全一致的两线性混沌偏振模(x和ŷ偏振),即两线性混沌偏振模的能量能够达到稳定和完全均衡.     

诱导光偏振态对激光诱导掺杂铌酸锂晶体畴反转的影响

研究了诱导光的偏振态对激光诱导原子数分数为3%掺镁同成分铌酸锂晶体和原子数分数为3%掺铪同成分铌酸锂晶体畴反转的影响.用数字全息干涉测量的方法再现了激光诱导畴反转过程中的相位分布.通过对比线偏振、圆偏振和椭圆偏振不同偏振态诱导光形成的成核场,认为诱导过程中出现的沿z方向的空间电荷场对激光诱导优先畴成核有着非常重要的影响...     

利用C切钒酸钇晶体产生轴对称偏振光

研究了利用高双折射的c切钒酸钇(YVO4)晶体产生轴对称偏振光(包括径向偏振光和角向偏振光)的原理和实现方法,搭建了轴对称偏振光产生及定性测量平台。实验结果表明,当输入光为圆偏振光时,输出光为偏振态关于中心对称、强度均匀分布的轴对称偏振光;当输入光为线偏振光时,输出光偏振态关于中心对称,强度沿圆周呈余弦分布。轴对称偏振光在光操纵、材料加工和高分辨率显微测量等领域具有广泛的应用前景。     

声电光效应与声电光器件

分析了声电光效应的原理，并制作了铌酸锂反常声电光器件，进行了实验验证。     

基于晶体劈的电光晶体半波电压测量

通过测量外加电压下电光晶体的相位延迟来获取半波电压.基于双折射晶体劈的偏光干涉法,将通过电光晶体后的偏振光相位延迟量转化为干涉条纹的平移,通过定位暗纹位置进行精密的线性测量.实验结果表明:偏光干涉法测量铌酸锂晶体相位延迟的测量准确度为4.4×10-3 rad,所测量铌酸锂晶体的半波电压为480.0V,其测量误差为0.10%,远小于极值法0.96%的测量误差.偏光干涉法光路结构简单、测量准确度高、测量结果不受光功率波动的影响,且电光晶体相位延迟量的测量范围不受限制.     

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。     

基于铌酸锂晶体的电控λ／2波片

利用有限元法分析了双面电板下铌酸锂晶体内部的电场分布。在规定匀强电场区域条件下,得到匀强电场区域大小随晶体宽度与电极宽度比值增大而增大的规律。在此基础上利用铌酸锂晶体的双横向普克尔效应设计了一种适用于任意光波长的电控λ／2波片。制作并测试了晶体宽度与电极宽度之比分别为2：1和3：1的电控铌酸锂λ／2波片,结果表明：这种波片可将一束线偏振的输入光转换成任意方向偏振的输出光,也可将任意偏振方向的输入光转换成固定方向偏振的输出光,并且晶体宽度与电极宽度比值越大,实验值与理论值符合得越好。     

掺Ce,Fe系列LiNbO3晶体光折变效应光存储特性

研究了系列Ce：Fe掺杂以及不同后处理态(生长态、还原态和氧化态)铌酸锂晶体的透过率光谱和光折变全息存储特性。实验结果表明单掺Ce铌酸锂晶体具有较好的图像存储质量和较宽的透过率光谱范围,二波耦合增益相对较低;高掺杂铌酸锂样品的透过率光谱范围较窄,光折变二波耦合增益较低。晶体的后处理对铌酸锂样品的光折变特性影响明显,双掺Ce:Fe还原态铌酸锂晶体具有较高的二波耦合增益;氧化态样品具有较大的透过率光谱范围;还原态样品具有较大的光折变二波耦合增益特性。实验结果还表明在同种样品中难于同时获得大的二波耦合增益和图像存储质量。     

单块晶体2×2光开关

利用晶体的双折射和全内双反射现象以及晶体的电光效应 ,设计了一种单块晶体集成的 2× 2光开关 ,将一个电光调制器和两个光束分束器集成到一块铌酸锂晶体上 ,实现了光束合束、偏振态调制和光束分束三种功能。根据这种光开关的工作原理 ,给出两种开关结构 ,一种是易于级联的垂直入射结构 ,另一种是有较低操作电压的倾斜入射结构 ,并对倾斜入射结构的光开关进行了制作和测试。实验结果表明 :这种集成结构的 2× 2光开关操作电压低 ,串扰小 ,能量损耗小 ,抗干扰 ,稳定可靠 ,适用于各种光学互连网络。     

铌酸锂晶体紫外激光诱导畴反转实验研究

报道了在铌酸锂晶体中实现紫外激光诱导畴反转的实验。在一定外加均匀电场下,铌酸锂晶体中通过波长365nm的紫外激光,由于紫外光的照射降低了矫顽电场只在通光区实现畴反转。研究表明,该方案可用于周期性极化铌酸锂的制备,并有望成为制作精细周期性畴结构的有效技术方案。     

Output characteristics of mixed holograms in the ($$\left( {\overline {11} 0} \right)$$)-Cut Bi12TiO20 crystal

An analytical solution to the system of linear differential equations that describe the reconstruction of object wave using a transmission holographic grating formed in a cubic photorefractive piezoelectric (\(\left( {\overline {11} 0} \right)\))- cut crystal with the 23 symmetry is derived. The solution is used to interpret the experimental results on the dependence of the diffraction efficiency of mixed holograms on the thickness of the Bi₁₂TiO₂₀ crystal at a fixed orientation angle and three azimuths of linear polarization of the readout reference beam. The best agreement of the theoretical and experimental results on mixed holograms is reached when the inverse piezoelectric effect and photoelasticity are taken into account in addition to the conventional electrooptic effect.     

Characterizing polarization properties of radially polarized beams

In the present work two methods of characterizing polarization properties of well-known radially polarized beams are discussed in both theoretical aspect and experimental aspect. A rotating linear polarizer used behind the beam is known to be used to qualitatively characterize the polarization properties of a radially polarized beam. In this paper for the first time we give the mathematic model of this characterization process. The proposed model helps to analyze the known experimental results. On the other hand two global parameters have been previously proved to be used to characterize the linear or circular polarization content of the radially polarized beams. In this paper for the first time we propose the theoretical model of determining the two parameters in experiments. Some experimental results on characterizing the polarization properties of the real radially polarized beam produced by using different approaches are shown.     

Photonic crystal changes coherent laser to incoherent laser with random phase

It is revealed that the phase-shift and polarization properties of laser beam reflected from a photonic crystal (PC) are sensitive to the surface-layer thickness of the PC. A continuous variation of λ/4 in surface-layer thickness produces a continuous change of π in the phase-shift. Besides, in the case of an asymmetric coupled-defect PC, various polarization patterns including linearly polarization in different directions, circular polarization, and different elliptical polarizations, will appear simultaneously within one laser beam. In this paper, a PC with modified surface-layer thickness is designed to induce incoherent laser irradiation with random phase at the focus point of the reflected field. This scheme will satisfy the increasing requirements for incoherent laser irradiation.     

Analytical expression for the diffraction field of an axicon using the ray-tracing and interference method

We present a simple analytical expression for calculating the vector field distribution behind an axicon using the ray tracing and interference method. This expression can be used for analyzing vector beam propagation throughout the whole space behind the axicon, with any base angle. Using the present analytical expression, we have studied the propagation characteristics of the four kinds of polarizations, linear polarization, left-handed circular polarization (i.e., the radial polarization), right-handed circular polarization, and azimuthal polarization, incident on the axicon. We found that the longitudinally-polarized component has to be considered for a large base angle and high refractive index of axicons, apart from the azimuthally-polarized beam of incidence. PACS 42.15.Dp; 42.60.Jf; 42.25.Hz     

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.     

高功率激光光束特性对激光加工的影响

决定光与物质相互作用的激光束的波长、入射角、偏振特性以及时间和空间特性是激光材料加工的主要光束特性。激光束的光束质量是其空间特性的量化反映。通过对两种不同激光加工系统输出激光光束质量进行测量和计算,根据多模激光束的聚焦理论,以及对激光深熔焊接实验结果的分析,研究了光束质量对深熔焊接焊缝成形的影响。结果表明,光束质量对聚焦光束的焦斑、聚焦角和焦深的影响不仅体现了激光源的可聚焦性,而且也标志了激光源的可加工能力,这是聚焦系统和焦点位置在选择过程中应该考虑的重要因素。     

水下物体激光圆偏振成象实验及与线偏振成象的比较

采用波长532nm激光作光源,面阵CCD作探测器,利用圆偏振技术进行水下物体成象实验研究,对实验结果进行了分析并与线偏振成象技术进行了比较。结果表明无论是采用圆偏振技术还是线偏振技术都可提高水下物体成象的衬比（度）和成象距离;水体较清时圆偏振成象清晰度远远大于线偏振成象清晰度;当水体较混时,圆偏振成象清晰度大大下降和线偏振成象效果相接近。     

La_3Ga_5SiO_(14)电光调Q的Nd∶LiYF激光器研究

报道了以Nd∶LiYF(Nd∶LYF)为增益介质、用硅酸镓镧(La3Ga5SiO14,LGS)晶体进行电光调Q的非稳腔调Q激光器的脉冲特性。Nd∶LiYF的两端按σ偏振1.053μm光的布儒斯特角切割,不需另加起偏镜,实现了单一偏振光振荡。LGS晶体电光Q开关插入损耗小(2%),抗光伤阈值高(950MW/cm2),与DKDP相比,具有不潮解等优点。当抽运能量为120J、重复率3Hz时,单脉冲输出能量为275mJ,脉冲宽度为8ns,动静比为76%,输出能量不稳定度小于3%,偏振度大于99%,光束发散角为0.7mrad。文中还对本激光器偏振特性、非稳腔设计、LiYF导热性能和热透镜效应补偿进行了分析,对LGS电光调Q开关工作性能、工作方式以及存在的问题也进行了分析。