一种实用的准单色光退偏器的研究

用矩阵方法对一种准单色光退偏器Ｌｙｏｔ改进型退偏器进行了详细的理论分析，得到了该退偏器的有效退偏条件为：１）退偏器的总延迟必须足够大；２）晶体楔角或通光孔径必须足够大；３）二晶体光轴夹角必须是４５°。实验表明，该退偏器在４００～８００ｎｍ宽光谱范围内对±１０ｎｍ的任意准单色偏振光进行退偏后，平均的残余偏振度小于１．２％。     

一种新型空间伪退偏器的设计与研究

为实现单色线偏振光的退偏,设计了一种双折射晶体材料四元结构空间伪退偏器。为了分析简便,采用光波叠加的思想,分析得到退偏器正反向应用时退偏度表达式,揭示了它们的不同特性:正向应用时,退偏度随入射线偏振光方位角及入射角具有周期变化,而在某些特定的入射角情况下,可使退偏度达到理想值且没有偏振相关性。反向应用时,退偏度理论值为100%,且不随方位角和入射角变化。制作了石英晶体的样品进行实验测试,结果充分验证了理论分析的正确性。对405nm激光光源,正向在yoz面内以3.7°入射时,退偏度超过99.25%;反向应用时,退偏度均在99.21%以上,与理论分析相符。     

双光楔旋光退偏器的Mueller矩阵分析

退偏度是衡量退偏器性能的主要参数.为了提高双光楔旋光退偏器的退偏性能,应用平均Mueller矩阵推导出双光楔旋光退偏器退偏度的理论表达式,并利用平均Mueller矩阵和斯托克斯矢量建立了退偏器偏振度与相关参量间的关系.通过对一阶贝塞尔函数求解,理论上就退偏器的退偏性能进行了解释.退偏度的大小与入射光的波长、光瞳半径、退偏器的结构角等参数有关.在Matlab软件环境下对理论结果进行了模拟计算.模拟计算结果表明:波长越短退偏越容易,在一定范围内适当增加光瞳半径或结构角可以提高退偏效果.理论结果与相应的实验结果相一致,证明了理论分析的正确性.为退偏器的优化设计、生产及使用提供了理论基础.     

云母退偏器研究

本文对云母退偏光束进行了实验研究,发现云母不能构成Lyot型退偏器,但单片云母可有效地退偏多色光。对出射光的偏振度与入射角等关系进行了研究。     

用CARS技术确定拉曼退偏比的一种数据处理新方法

Yuika等人利用偏振CARS技术可以准确地确定分子的拉曼退偏比.其方法是，首先对不同检偏角_d所对应CARS谱峰的频率分布进行数学模拟，然后由所得系数随检偏角φ_d的变化求得使CARS信号中共振项消失的偏振角φ^０_d，最后由消失条件ρ＝-1/(tanθtanφ⁰_d)求出退偏比ρ，θ为产生CARS光的Pump光与Stokes光偏振方向的夹角.本文提出的数据处理方法，即交点法.同Yuika等人处理数据的方法相比，交点法毋需关于谱峰频率分布的知识，做法也更为简便.     

适用于单色脉冲光的新型双光楔晶体退偏器

针对单色脉冲光的退偏振应用,对传统双折射晶体退偏器存在的局限性进行分析,提出了一种新型的双光楔晶体退偏器。此退偏器由2个光轴互相成π4并设计成特殊楔形的石英晶体光楔组成,理论计算结果表明此退偏器能对单色脉冲光完全退偏。基于光学设计软件(A SAP)对所设计的退偏器进行了仿真计算,结果表明经此退偏器退偏后的出射光偏振度P0.001 26。此退偏器的特点是对于任意偏振态的单色入射光都能实现有效的退偏,也适用于对准单色光进行退偏,且退偏效果与时域无关。     

拉曼光谱偏振特性的研究

在研究拉曼光谱偏振特性的基础上，计算出四氯化碳(CCl4)样品各简正振动模式的退偏度，设计了测量拉曼光谱退偏度的实验方案，并得到理论和实验相吻合的结果。     

石髓的光学性质分析

对石髓样品进行了化学成份、物理结构、透射光谱及散射退偏振能力等方面的分析,结论是:此材料有极强的散射退偏振能力;又由于它本身为固体材料,硬度高,不易被损伤,非常适合于制作紫外,可见及近红外探测器的退偏振窗口.     

拉曼光谱退偏度实验的设计与研究

为了研究拉曼光谱偏振特性,设计了5种测量拉曼光谱退偏度的实验方案,得到实验和理论相吻合的结果,比较分析了不同实验方案的区别。     

高功率法拉第隔离器多模退偏特性

理论分析了隔离器在高功率多模激光入射时的自退偏特性.结果表明:线性双折射致退偏与圆双折射致退偏均与入射光功率的平方成正比,线性双折射致退偏与光斑大小无关,而圆双折射致退偏随光斑半径的增大而减小.当光斑半径与旋转晶体半径相比很小时(R0/r0≥80)圆双折射引起的退偏大于线性双折射引起的退偏,当光斑半径接近旋转晶体半径(R0/r0≤3)时,与线性双折射引起的退偏相比,圆双折射引起的退偏可以忽略.对比单模激光入射,在同种条件下,多模入射使得线性双折射致退偏减小了0.4倍, 最小圆双折射致退偏减小为0.05倍.     

多光束叠加方法对Lyot改进型退偏器的偏振相关性研究

为深入研究Lyot改进型退偏器的性能,首次利用多光束叠加方法,分析其退偏性能的偏振相关性。理论分析发现:在楔角足够大的情况下,线偏振光振动方向与入射端晶体光轴夹角,即振动方位角为0°或90°时,退偏效果理想,夹角为45°时一般最差,但当退偏器对入射波长相当于1/4波片时,任意方位角的入射光都有同样好的退偏效果。实验较好验证了理论分析结果,并通过改变入射角使样品的总延迟量达到1/4波片效果,此时退偏度在99%以上。该研究为退偏器的理论分析和设计提供了新的参考依据。     

与人射线偏振光振动方向无关的低偏振度消偏器

消偏器是光纤传感器、光放大器等偏振敏感性光学系统中的关键器件,用于减小输入光的偏振度(DOP)。设计了一种与入射线偏振光振动方向无关的低偏振度消偏器,该器件中利用人为的偏振相关延迟代替了保偏光纤的双折射,并在偏振相关型消偏器前增加了一个1/4波片,从而对任意方向振动的线偏振光具有相同的消偏能力,结构紧凑。对消偏性能随波片阶数、入射光中心波长和振动方向的变化作了数值计算。实验中采用半峰全宽为0．13 nm的光源,入射线偏振光在任意方向振动时,输出光偏振度小于2．6%,消偏器的插入损耗为0．6 dB,损耗起伏小于0．11 dB。实验和数值计算结果表明,该消偏器具有低偏振度、低插入损耗和适合于宽光谱应用的优点。     

与入射线偏振光振动方向无关的低偏振度消偏器

消偏器是光纤传感器、光放大器等偏振敏感性光学系统中的关键器件,用于减小输入光的偏振度(DOP).设计了一种与入射线偏振光振动方向无关的低偏振度消偏器,该器件中利用人为的偏振相关延迟代替了保偏光纤的双折射,并在偏振相关型消偏器前增加了一个1/4波片,从而对任意方向振动的线偏振光具有相同的消偏能力,结构紧凑.对消偏性能随波片阶数、入射光中心波长和振动方向的变化作了数值计算.实验中采用半峰全宽为0.13 nm的光源,入射线偏振光在任意方向振动时,输出光偏振度小于2.6%,消偏器的插入损耗为0.6 dB,损耗起伏小于0.11 dB.实验和数值计算结果表明,该消偏器具有低偏振度、低插入损耗和适合于宽光谱应用的优点.     

Lyot型单色光退偏器设计与研究

为了实现单色线偏振光的退偏,在Lyot型退偏器的基础上,设计了一种新型退偏器。该器件由2个慢轴夹角为45的1/4波片组成,通过对透射光的叠加分析,发现该退偏器可将任意振动方位角的线偏振光转化为强度稳定的圆偏振光,并得到其退偏度表达式。针对633 nm波段,精选2个1/4波片制作样品,并测试其退偏度。测试结果表明:对不同方位角的线偏振光,退偏器退偏度超过94%,当微调入射角时,退偏度则达到97%以上。     

物光复合调制的数字全息散斑去噪方法

为了克服在数字全息术中激光源高相干度造成的散斑噪声降低成像质量问题,论文提出将石英退偏器与电控液晶散射片相结合用于数字全息术中。通过在物光路中加入一个石英退偏器,利用退偏器的退偏性能使物光光路中的线偏光变成随机偏振光,降低与参考光的相干程度,实现对散斑噪声的抑制;通过给液晶散射片外加电场可以引起液晶分子的运动和光轴取向改变,调整液晶驱动电压大小来改变入射光的不同散射效果,有效地降低了光源的相干性;分别将单独采用石英退偏器和电控液晶散射片的重建图像与组合装置的重建图像进行对比分析,通过实验验证了所提方法的有效性。实验结果表明：两种实验对象在组合装置下的重建像峰值信噪比分别达到16.91和18.30,结构相似度为0.47和0.43,等效视数较原始重建像提高了42%和30%,散斑指数为1.52和1.29。论文提出的方法可较好地去除散斑噪声,保留更多的图像细节部分。     

石英消偏器紫外-真空紫外消偏特性研究

在Lyot消偏器的基础上 ,设计研制了由两块楔角相同的楔形石英晶体构成的石英消偏器 ,用于降低光谱仪偏振响应度。根据矩阵光学理论 ,数值模拟计算了紫外 真空紫外波段石英消偏器消偏特性随其中心厚度以及入射光偏振状态、光谱带宽等的变化规律。利用氟化锂偏振器作为起偏器和检偏器 ,在 1mSeya Namioka单色仪上实验研究了石英消偏器在紫外 真空紫外波段的消偏特性 ,经过石英消偏器后 ,出射光的偏振度小于 1% ,可满足石英消偏器用于光谱辐射测量的工作要求。     

星载光栅成像光谱仪的退偏器设计与分析

星载光栅成像光谱仪中的光栅通常有着强烈的偏振响应,为保证成像光谱仪测量结果的准确性,加入退偏器是消除光学系统的偏振响应的一种常用方法.对水平-垂直(H-V)型石英退偏器的退偏原理进行了理论分析,根据成像光谱仪的偏振响应特点,采用一片H-V型石英退偏器即可实现光谱仪的退偏要求.重点分析了退偏器引入的双像对成像光谱仪像质的影响,分析的结果表明,加入退偏器后,仪器偏振响应敏感度小于1%,MTF下降小于1.5%,像质满足使用要求,完全可应用于星载光栅成像光谱仪.     

干涉式光纤陀螺光路偏振特性的理论分析

首次采用琼斯矩阵建立了消偏型干涉式光纤陀螺完整光路传输系统的数学模型。在此基础上进行了光路偏振特性的理论分析,讨论了各器件的性能对陀螺偏振噪声的影响,分析了光纤消偏器的消偏作用。通过分析计算,得到了消偏型干涉式光纤陀螺的最大偏振误差表达式。在不同精度级别的消偏型光纤陀螺中,计算出了光纤消偏器应该达到的精度要求,为今后减小零漂打下了理论基础。     

Realizing a variable isotropic depolarizer

We demonstrate an isotropic depolarizing channel with a controllable degree of depolarization. The depolarizer is composed of four birefringent crystals and half-wave plates. Quantum process tomography results of the depolarization effect on single photons agree well with the theoretical prediction. This depolarizer can be used to test quantum communication protocols with photons.