偏振器的物理意义及圆偏振器的Jones矩阵--评《关于圆偏振器》一文

从正交完备系及Mueller矩阵等角度阐明了理想圆偏振器的物理意义,指出已有文献中其Jones矩阵描述的正确性,而《关于圆偏振器》一文对诸多文献的批评是错误的。     

Jones 矩阵在偏振光实验中的应用

将Jones矩阵应用于偏振光实验研究,通过偏振光的Jones矢量表示和偏振器件的Jones矩阵,分析了偏振光通过偏振器件后偏振态的变化,准确方便地解释了偏振光实验中的实验现象。     

椭圆偏振光的实验分析与数据处理

利用Jones矩阵解释椭圆偏振光经检偏器的出射光强与检偏器转角不成椭圆分布的原因,并用极坐标系下数据处理的两种物理模型,定量描绘出椭圆偏振光曲线。     

静态偏振风成像干涉仪光传输特性和光通量改善

静态偏振风成像干涉仪利用偏振光束来获得干涉图, 光束在偏振元件中的传输特性成为分析研究的关键. Jones矩阵用于分析系统的光学传输特性和偏振态变化过程, 形式简洁,计算方便,容易得出光学元件对系统性能的影响.本文用Jones矩阵对静态偏振风成像干涉仪系统进行了描述, 推导出了适用于普遍情况的系统矩阵表达式,计算出核心偏振元件的偏振化方向和波片方位角对应于系统光通量和干涉调制度的关系,确定了系统中各偏振元件的最佳偏振化方向和波片的最佳方位角; 并通过视场展宽技术和提高四面角锥棱镜的透光率对光通量加以改善,利用光线追迹软件仿真, 对视场展宽前后的干涉强度作了对比,达到预期的效果.为静态偏振干涉成像光谱仪的设计、 研制和工程化提供重要理论和实践指导.     

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。     

新型静态偏振风成像干涉仪理论探测误差的分析与计算

简述了新型静态偏振风成像干涉仪的原理,推导出一般情况下系统的Jones矩阵.在此基础上计算了系统中各偏振器件重要参数在非理想情况下对风速和温度探测结果的影响.利用计算机模拟对探测误差进行了分析,并按照系统精度要求从理论上提出了各重要参数的误差容限.该研究为新型静态偏振风成像干涉仪的研制、定标及后期数据处理提供了理论依据. 关键词： 静态偏振风成像干涉仪 Jones矩阵 方位角误差 相位延迟量误差     

旋转波片法测量Stokes参量与Jones矩阵

本文总结了旋转波片法测量偏振光的Stokes参量和偏振元件的Jones矩阵的计算细节，并搭建实验装置对不同电压下液晶盒的Jones矩阵进行了实际测量.     

单模光纤二阶偏振模色散的Jones矩阵

利用单模光纤PMD矢量与Jones矩阵之间的关系,推导了由该矢量表示的光纤二阶PMD的Jones矩阵解析表达式,利用该矩阵可以确定输出端时域脉冲在二阶PMD近似下的表达式,并由此仿真二阶PMD对信号传输质量的影响.通过比较输入与输出信号脉冲波形和眼图发现,随着传输速率和传输距离的增加输出信号劣化.最后结果表明,当主偏振态的旋转速率为零时,二阶PMD的影响可以忽略;但当其值增大时,输出信号劣化严重.在光纤通信系统设计时,需要考虑偏振模色散影响分析结果,可提供参考依据.     

石英晶体右旋光与左旋光折射率差的温度特性

利用Jones矩阵,从理论上分析了石英晶体的旋光特性。在-10～60℃的温度范围内,实验测试了石英晶体的旋光角随温度的变化关系,并得出了石英晶体右旋圆偏振光与左旋圆偏振光折射率差随温度的变化关系。结果表明,对单色光来说,石英晶体右旋光与左旋光折射率差随温度的升高而增加,也就是说,石英晶体的旋光率随温度变化的这一特性是由晶体的右旋圆偏振光与左旋圆偏振光的折射率差随温度的变化引起的。     

基于液晶可变相位延迟器的两片式线偏振态转换器研究

利用Jones矩阵法,理论上分析了方位角分别为0°和-45°的2个可变相位延迟器组成的偏振转换器可实现任意偏振态到水平线偏振态的转换,并推导出可变相位延迟器延迟量的表达式。利用自主研制的液晶相位可变延迟器的相位延迟,在1 V～2.7 V范围,根据驱动电压连续线性可调的特性,设计了两片液晶可变相位延迟器组成的偏振态转换器,实现了随机偏振态(Stokes参数为(-0.567,0.752,0.36))到水平偏振态(Stokes参数为(1,0,0))的可控调制,实验结果验证了理论分析结果。该偏振态转换器还可以实现其他任意偏振态到水平偏振态的调制。     

Structure of Deterministic Mueller Matrices and Their Reconstruction in the Method of Three Input Polarizations

The method of reconstruction of complete deterministic Mueller matrices for the structures of incomplete matrices, which are measured in the method of three input polarizations, has been developed. The method is based on reconstruction of the corresponding Jones matrices for the given structures of incomplete Mueller matrices.     

非理想1/4波片对泵浦光偏振态的影响

为了研究调整架角度误差以及波片与光源波长不匹配对线偏振光经过1/4波片之后偏振态的影响,本文利用坐标变换法得到1/4波片的琼斯矩阵,并用琼斯矩阵表示各偏振态。推导出波片与光源不匹配时对偏振态的影响理论模型。当考虑到调整架的角度误差时,对入射光偏振态以及波片的琼斯矩阵表达式做引入角度误差的泰勒展开,最后得到和实验结果匹配的仿真曲线。仿真结果表明,当采用808 nm 1/4波片对795 nm波长的线偏振光作用时,在不考虑调整误差的理想情况下出射光椭圆度最高为0.9746,考虑调整误差时,对应理想情况下椭圆度最高为0.96,椭圆度最高点偏移1.72°。仿真和实验结果为进一步分析泵浦光椭圆度对原子参数的影响提供了依据。     

扭曲向列型LCD电光特性计算的理论研究

本文在叶伯琦(Pochi Yeh)扩展琼斯矩阵的基础上,推导出在斜入射情况下扭曲向列型液晶显示器(LCD)电光特性计算公式,并与Berreman的4×4矩阵、Lien的扩展琼斯矩阵进行了数值比较结果表明,运用本论文的计算公式得到的结果要比Lien的更接近于用Berreman 4×4矩阵得到的结果,并且本文推导得出的公式具有运算量小,直接和简洁等特点.     

1064nm角立方反射镜的偏振特性分析

利用TFCalc3.5薄膜设计软件设计出了对1064nm和500nm附近双波长高反射的理想膜系,并用琼斯算法对由1064nm高反射镜组成的角立方反射镜(外反射)的偏振特性进行了详细的分析与计算,得到了各种情况下角立方反射镜的本征值和本征向量,并分析得出了1064nm高反射镜的位相延迟δ=180°时,任意偏振状态的光经角立方反射镜后偏振状态保持不变。     

Propagation of an arbitrary incident light in a uniaxially planar slab

Similarly to the Jones calculus, a propagation formulation of an arbitrary incident light in a uniaxially planar slab with any orientation of the optic axis is derived, where both the multi-reflections and multi-refractions and the phase difference between the ordinary and extraordinary waves arising at the interface are considered. Unlike the case of propagation in the stratified isotropic media, the elements of the reflection and transmission matrices not only include the reflection and transmission coefficients, but also comprise phase differences caused by the mutual couples between ordinary (O) and extraordinary (E) waves. At this point, the propagation of an arbitrary light in a stratified uniaxially anisotropic media may be viewed as the multi-reflections and multi-refractions of a compound wave composed of one O wave and one E wave.     

Mueller Matrix Analysis of PDL Components

A detailed Mueller-Stokes analysis of an arbitrary elliptical dichroic polarizer is presented. Explicit expressions for the Jones matrix, the Stokes parameters, and the Mueller matrix for a distributed and localized dichroic polarizer acting as a polarization-dependent loss (PDL) element are derived. Application to wavelength-dependent PDL elements is discussed. The Poincare sphere representation and the application of the Mueller matrices for the study of randomly oriented concatenated PDL elements and PDL vector measurement are addressed.     

偏振光干涉的琼斯矩阵分析

根据琼斯矢量对偏振光的适用性,应用琼斯矩阵推导出了偏振光干涉的表达式,讨论了几例常见的偏振光干涉现象.     

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