双折射光纤传输特性与偏振状态的实验研究

本文对两种不同结构双折射光纤的偏光特性进行了实验研究．测试了它们传输损耗与入射光偏振状态的关系及光纤不同曲率对传输导模的影响．给出了测试装置和测试原理，并对结果进行了分析．     

保偏光纤双折射分析及全光纤拍长测试方法比对研究

理论分析了保偏光纤双折射效应,应用有限元法建立了保偏光纤的三维模型,得到了其横截面上的应力分布及归一化的双折射参数。选择3种全光纤构成的纯光学系统进行对比拍长测试实验,实验结果和理论模型计算结果十分吻合,并对比研究了几种测试方法的优缺点。选定一种光路结构简单有效的双折射测试系统,对高双折射光子晶体光纤进行测试,测得了其归一化的双折射参数,并计算得其拍长约为1.2mm。研究结果对不同复杂结构保偏光纤的建模理论分析和拍长性能测试及高双折射光子晶体光纤设计制作后的性能测试有一定的实用价值。     

基于反射法的光纤位移 振动传感器优化设计

采用非相干光作为光源,以平面镜为反射面,对光纤位移 振动传感器的性能进行研究。推导出光纤输出功率与测量距离的解析表达式,并详细探讨了不同光纤半径、光纤数值孔径、发射光纤和接收光纤间距、发射光纤和接收光纤轴线夹角下输出功率比与测量距离之间的内禀关系。仿真结果表明:光纤半径越小,光纤间距越大,可以测试的距离范围越小;光纤数值孔径、光纤轴线夹角越小,可以测试的距离范围越小。通过分析不同情况下,输出功率比随测量距离变化的关系,可以在实际工程应用中根据测量需要选择设计合适的传感器。此外,还对测量误差进行了分析,得到光纤轴线夹角越小,测量距离的范围越大,误差率越小,当光纤轴线夹角为0.25时,误差率约为1%。     

光纤陀螺在转台测试中的应用

光纤陀螺是一种速率陀螺,其适合用来对转台作低速测试.根据转台所用编码器的参数,分析了转台不同角速率下光纤陀螺所需的数据刷新率及陀螺零偏稳定性对测量结果的影响.用光纤陀螺测量了转台以1°/s角速率转动时的角速率波动,对陀螺输出数据作了功率谱分析,并与示波器直接测量的结果进行了对比,结果表明光纤陀螺的测量结果是正确的;应用光纤陀螺对转台以(0.05°/s,1°/s)范围内固定角速率转动时的角速率波动进行了测量,通过对测量结果的分析表明:光纤陀螺可以用于转台的测试,它能测量出转台低速转动时的角速率波动;最后给出了光纤陀螺对转台角速率测试的下限.     

光纤带宽特性对VISAR测试影响的分析

 对多模光纤的带宽特性进行了分析，发现阶跃折射率光纤的带宽只能做到数兆赫兹·千米，而梯度折射率光纤的带宽可达数吉赫兹·千米。对光纤传输VISAR中的测试信号进行了讨论，认为阶跃折射率光纤的带宽已限制了VISAR测试系统的时间分辨本领。提出用渐变折射率光纤代替阶跃折射率光纤，可以有效地减小带宽对VISAR测试的限制，从而提高系统的频带响应特性。     

掺杂对光纤紫外传输性能的影响

对光纤紫外传输特性进行了研究和分析.利用下陷内包层结构设计,对芯层采用不同含量的锗元素和氟元素掺杂,用等离子体化学汽相沉积工艺进行光纤研制,用相同光纤拉丝工艺制备了样品光纤.通过对所制备样品光纤的光学特性、传输损耗谱、紫外传输效率和稳定性等性能的对比分析测试,得到了光纤芯层不同掺杂含量对光纤紫外性能的影响,并使用光纤芯层中的缺陷对这些测试结果进行了分析,结果表明:光纤的紫外传输效率直接受芯层掺锗的影响,但紫外传输稳定性还受到光纤芯层中其他掺杂元素的影响,有新的缺陷产生作用.     

脉冲激光诱导光纤损伤的测试方法

 针对传能光纤的高峰值功率激光损伤过程,研究了光纤损伤测试方法。实验装置搭建中增加了定位孔,有利于激光注入光纤对准;分别采用刀口法和CCD法对入射光束不同截面处光斑大小进行了测量,两种方法的测量结果基本一致。参考GJB1487-92激光光学元件测试方法和ISO11245光学表面的激光诱导损伤阈值测试方法,采用N-ON-1损伤测试和有效光斑面积计算方法对芯径为400 μm的石英包层阶跃折射率石英光纤进行了损伤阈值测试。实验发现：光纤损伤部位全部为入射端面,利用200倍显微镜观察光纤端面,出现明显永久性损伤点。最后采用统计学原理和线性拟合等方法得出测试光纤的端面零概率损伤阈值为3.85 GW/cm²。     

混合集成微型光纤光谱仪的实验测定

文中简述了所研制微型光谱仪的基本原理和基本结构,并对该微型光谱仪进行了实验测试和标定。在实验中采用汞灯作为测试所用的光源,分别使用不同芯径和数值孔径的光纤作为光输入元件,实验结果表明该光谱仪具有很好的线性度,在采用50μm的多模光纤时,光谱分辨率可达13.8nm,在采用9μm的单模光纤时分辨率可以达到5.5nm。     

分布反馈光纤激光器弯曲特性的实验研究

为了研究分布反馈光纤激光器的弯曲特性,对光纤激光器输出波长和弯曲半径的关系进行了理论分析和实验研究.理论分析表明,光纤激光器输出波长变化量与弯曲半径平方的倒数为线性相关,并且随着弯曲半径的增大布拉格波长向短波长方向移动|实验中通过对3支不同波长的光纤激光器在弯曲半径分别为10 mm、20 mm、90 mm时输出波长的测量,验证了理论分析的正确性.实验中采用参考光纤激光器法排除环境干扰,对光纤激光器的激射功率进行了耐弯曲测试,并验证了光纤激光器斜率效率优越的抗弯曲特性.结果表明,在测试的32天内,待测光纤激光器激射功率变化量均小于2 dB,为分布反馈光纤激光器做为弯曲类传感应用的研究提供了重要的参考依据.     

大模场双包层光纤光栅的光谱特性

在分析大模场双包层光纤的模式特性和测试光路中光功率分配的基础上,根据耦合波理论和传输矩阵法,对不同情况下大模场双包层光纤光栅的透射谱和反射谱进行数值分析,结果表明光谱形状取决于模式间的功率分配,通过基模的透射谱可以测量双包层光纤光栅的真实反射率。采用相位掩模法制作了基模反射率不低于99.7%的20/400μm大模场双包层光纤光栅,测试了不同情况下的反射谱和透射谱,实验结果和理论分析的结论一致。     

晶体偏光棱镜光强透射比研究

在菲涅耳公式、相位匹配条件和多光束干涉理论的基础上,将晶体偏光棱镜的各参量表示为合理的几何模型,得出了光强透射比随空间入射角的变化关系,并设计了验证光强透射比的实验,实验结果和理论推导相一致.结果表明：胶合层间的多光束干涉对棱镜光强透射比的影响不可忽略,对于空气隙型偏光棱镜,由于空气隙间多光束干涉的影响,光强透射比随任意角度变化较大,而用胶合介质胶合的棱镜,其透射比对空间入射角不是很敏感.     

晶体膜层效应对棱镜偏光镜透射比影响的理论研究

为满足现代光信息技术对偏光器件各项技术指标的苛刻要求,利用膜层理论推导出线偏振光垂直入射时棱镜偏光镜透射比的数学解析表达式,并对影响棱镜偏光镜技术指标的每个物理参量作了定量分析。通过计算机定量模拟表明：晶体厚度对透射比的影响幅度与中间空气膜层的透射比有着密切的关系,在晶体折射率等参量取某些特定值,中间空气隙的厚度h=26．2μm和27．4μm时,格兰-泰勒（Glan-Taylor）棱镜晶体厚度对总透射比的影响幅度分别为5．934％和7．034％,格兰-傅科（Glan-Foucauh）棱镜晶体的厚度对总透射比的影响分别为1．24％,8．893％;晶体厚度,空气膜层厚度,棱镜结构角共同影响棱镜偏光镜的透射比。这一理论研究克服以前棱镜偏光镜透射比公式不能定量分析晶体厚度对棱镜偏光镜透射比影响的缺点,对偏光器件的的设计,具有重要的应用价值。     

光致各向异性记录介质偏振全息图的透射矩阵

在给定参、物光波的偏振态和位相差的关系以后,用光致各向异性介质记录偏振全息图的光学常数分布便被确定。这样,可以把偏振全息图看作是一种复杂的偏振元件,按照偏振元件的矩阵理论,可以求出偏振全息图的透射矩阵。透射矩阵与照明光的琼斯矢量相乘,便可以求出再现光波的琼斯矢量。 关键词：     

入射角对偏光棱镜光强透射比的影响分析

标志激光偏光棱镜设计好坏的一个重要指标是棱镜的光强透射比,研究棱镜的光强透射比随入射角的变化有助于了解实验中光线非正入射时带来的光强损失。利用菲涅耳公式并考虑到多束光的干涉,得出了激光偏光棱镜的光强透射比公式,由该公式看出偏光棱镜的光强透射比与光束的入射角,胶合介质的折射率,入射波长,胶合层的厚度,入射面的方位及棱镜的结构角有关。通过对某些参数的合理设定,较系统地讨论了入射角对棱镜光能透射比的影响,得出了棱镜的光强透射比随入射角的变化规律。     

应变液晶散射偏光片的试制

介绍了聚合物分散液晶(PDLC)和应变液晶(SLC)以及散射偏光片的概念,实验制备了应变液晶散射偏光片样品,样品由两张胶片夹层聚合物分散液晶膜在紫外光固化过程中施加剪切应力所形成。给出了样品偏光显微镜照片和可见光分光光度计偏光特性光谱分析。实验结果表明,应变液晶散射偏光片样品外观半透明,在正交偏光场中转动样品有颜色变化,通过样品观察液晶显示器屏幕,在不同角度下有透射和散射作用,在偏光显微镜中观察样品有衬垫料被拉动的痕迹,光谱分析显示样品在绿光550nm波长处最大透光率T∥≈50%,最小透光率T⊥≈5%,偏振度P≈82%。实验结果对于研制实用的拉伸液晶散射偏光片具有参考意义。     

Photochromism and dynamic holographic recording in a rigid solution of fluorescein

An investigation was made of the spectra, the kinetics of induction and thermal decay and the dichroism of the photoinduced triplet absorption band in a rigid solution of fluorescein in orthoboric acid. Dynamic holographic recording was possible on this material. An experimental study was conducted into the polarizing properties of the volume transmission holograms. The experiments on four-wave mixing with continous laser light revealed a very high resolution for this rigid solution when used as a medium for optical recording. As a result of the investigations, some possible applications of the rigid solution of fluorescein are pointed out.     

Self-collimating photonic crystal polarization beam splitter

We present theoretical and experimental results of a polarization splitter device that consists of a photonic crystal (PhC) slab, which exhibits a large reflection coefficient for TE and a high transmission coefficient for TM polarization. The slab is embedded in a PhC tile operating in the self-collimation mode. Embedding the polarization-discriminating slab in a PhC with identical lattice symmetry suppresses the in-plane diffraction losses at the PhC-non-PhC interface. The optimization of the PhC-non-PhC interface is thereby decoupled from the optimization of the polarizing function. Transmissions as high as 35% for TM- and 30% for TE-polarized light are reported.     

马普-赫斯棱镜对单模高斯光束光强分布影响分析

根据光在马普－赫斯棱镜两空气隙胶合层中的干涉效应,分析了其对单模高斯光束光强分布的影响.结果表明,对于某一高斯光束入射棱镜时,透射光束光强将随入射角的变化而呈现周期性的振荡;对于正入射的光束,当空气隙的厚度一定时,透射光强随棱镜两空气隙结构角的变化作周期性振荡;当结构角一定时,透射光强随空气隙厚度的变化作周期性变化;且透射高斯光束的形状也随棱镜结构的改变发生变化,表明,可以通过选择合适的棱镜结构以减小棱镜对透射光束的影响,对于成品棱镜,则可通过改变入射角使棱镜的性能达到较佳状态.     

c向静电场作用下α-碘酸锂单晶离子输运过程的光学观测

我们用偏光显微镜观察到c向电场作用下α-碘酸锂晶体中产生的离子输运经过的纤维状细直通道及其发展过程,为离子管道电导模型提供了有力的证据。同时,我们观察到碘酸锂透射光偏振态的90°变化仅发生于该通道附近的现象,可以肯定这些大量的管道构成了产生90°变偏振的广角衍射带的光栅。 关键词：