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。     

Sagnac旋光效应及Sagnac偏振器件的设想

通过将线偏光分成左右圆偏振光导入Sagnac环并沿不同方向传播,推导得2束光再相遇时组成的线偏光相比于初始偏振方向会有旋转,定义此效应为Sagnac旋光效应.利用这一效应设想可以制成通过控制Sagnac环转动来调制经过其传播的光的不同偏振方向.同时通过测量出射光相对于入射光偏振方向的旋转角,也可以得到Sagnac环的旋转角速度,据此也提供了利用Sagnac环制成的光纤陀螺仪进行惯性导航的测量思路.     

利用1/4波片调整左、右旋偏振光的理论研究

首先利用斯托克斯矢量法分析了一束自然光通过起偏器和 1/ 4波片后的偏振态 ,指出了出射光偏振态变化的原因 ,然后将起偏器和 1/ 4波片二者之一固定 ,转动另一器件来分析出射光的偏振态变化 ,找出了出射光是左旋偏振光还是右旋偏振光的分界点 ,并由此推导出了将左 (右 )旋偏振光调为右 (左 )旋偏振光的新方法     

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。     

纳米银线波导中表面等离极化波激发和辐射的偏振特性研究术

在可见光波段（λ=750nm）,实验研究了在端面辅助情况下,细纳米银线波导中表面等离极化波激发和辐射的偏振特性．实验发现在细纳米银线中,不同偏振态的入射光对应的表面等离极化激元的激发和传输效率有明显不同,但对应的出射光始终为方向恒定的线偏振光．对于化学合成的纳米银线,端面的轴对称性普遍比较好,对此类纳米银线进行激发时,如果入射光偏振态与纳米线近似平行,则激发和传输表面等离极化激元的效率最高;如果正交,激发和传输效率则最低．对于某些端面轴对称性较差的纳米银线,如端面为尖端或类斜面,当入射光偏振态与纳米线有一定夹角时,激发和传输表面等离极化激元的效率最高．在入射光偏振改变的过程中出射光的偏振方向始终与纳米银线平行．最后结合有限元差分方法理论解释了纳米银线中这种偏振特性的物理机理．利用纳米银线中表面等离极化激元激发和辐射的偏振特性,可以在亚波长尺寸上实现对光强和偏振态的调控．     

椭圆偏振光与部分偏振光的实验验证

文献[1-2]指出，椭圆偏振光经偏振片后透射光强的平方根√I对于空间方向角的分布曲√I-θ不是椭圆，只有经适当的数据处理才能给出光振动矢量的空间椭圆轨迹．作为椭圆偏振光的验证性实验，已达到了我们的实验目的．然而，部分偏振光与椭圆偏振光在一定条件下经偏振片后的透射光强可以具有完全相同的空间分布．也就是说，我们不能仅用一个偏振片来鉴别部分偏振光与椭圆偏振光．本文在分析了椭圆偏振光与部分偏振光经偏振片后透射光强的基础上，进一步研究了椭圆偏振光与部分偏振光经1/4波片和偏振片后的透射光强，加深了对椭圆偏振光与部分偏振光偏振特性的理解，指出对偏振光的理解中存在的一些模糊认识，这有利于教学内容的深化．     

五棱镜转动时出射光角度的变化

为了对大口径平面镜面形轮廓的五棱镜扫描法测试进行误差分析和修正,对五棱镜转动时出射光角度的变化进行了分析与精确计算。首先建立了合适的坐标系并规定了角度的正负,然后由入射光的偏摆角和俯仰角计算入射光向量,接着介绍了五棱镜的作用矩阵与坐标转换矩阵,在此基础上详细分析了五棱镜转动的整个过程并且计算了出射光向量。然后计算出射光的偏摆角和俯仰角,再计算当五棱镜没有转动时出射光的偏摆角和俯仰角。最后计算出射光偏摆角和俯仰角的变化。特别分析了当入射光垂直入射五棱镜的情况。随后进行了实际计算与实验,总结了出射光角度变化的一些规律。将计算数据与实验数据进行了比较,结果最大偏差为1"。最大偏差在实验精度范围内,证明了计算方法是正确的。     

确定椭圆偏振光旋转方向的一个简单方法

<正> 通常确定椭圆偏振光的旋转方向都要用1/4波片,而且还要知道1/4波片的快光振动方向。这里介绍一种不用1/4波片而用金属反射来确定椭圆偏振光旋转方向的简单方法。所根据的原理有两点:第一、光以主入射角射到金属表面时,金属的反射作用使光的电矢量垂直于入射面的分量(S分量)在周相上比平行于     

偏振光在非球形气溶胶中传输特性的Monte Carlo仿真

非球形气溶胶是影响辐射传输的重要因素. 系统给出了矢量辐射传输Monte Carlo模型, 并验证了其准确度; 考虑入射光偏振态, 讨论了不同方向漫射光Stokes矢量对气溶胶形状的敏感性; 分析了气溶胶形状、入射光偏振状态对光波退偏振度、透过率及反射率的影响. 模拟仿真结果表明, 对于不同偏振态的入射光, 不同方向的Stokes矢量对气溶胶形状变化的灵敏程度并不一致, 而在天顶角0°方向区域,Q, U及V分量对形状的灵敏程度普遍不高; 气溶胶形状对反射漫射光退偏程度的影响强于透射漫射光, 入射光偏振态不同, 漫射光退偏程度也存在较大差异. 气溶胶形状对光波整体透过率与反射率影响显著, 且该影响随传播距离增大而增大; 入射光偏振态对透过率与反射率影响相对较小, 与自然光相比, 水平偏振光透过率略偏小, 反射率略偏大, 垂直偏振光反之, 圆偏振光与自然光的模拟结果相当.     

金属光栅用于增强非晶硅薄膜太阳能电池光吸收率研究

提高太阳能电池光电转换效率的一个重要途径就是提高它的光子吸收能力。在传统非晶硅薄膜太阳能电池中加入了金属光栅,设计出一种新的复合电池结构。基于严格耦合波分析矢量衍射理论计算了该结构的吸收光谱和增强因子;讨论了光栅宽度、入射光角度和入射光偏振态对吸收的影响。结果显示,设计的太阳能电池结构能够显著提高光的吸收率,在TM偏振光入射条件下,该结构的吸收增强因子最高可达40%;在其他偏振态光线入射时,其吸收增强因子也可达到16%左右。     

超光速群速度与信息传输的有效速度

研究了反常色散介质中脉冲形变对超光速群速度的影响,发现即使光脉冲完全不产生形变群速度仍会超过真空中的光速。但波包的群速度并不等同于信号的传输速度,采用信息论方法,定义了信号的有效传输速度,并用于解释WKD(Wang,Kuzmich,Dogariu)实验。通过计算入射光与出射光信号所携带的信息量,发现由于光的波动衍射及光子散粒噪声的影响,出射光所携带的信息量会损失,使得光信号的有效传播速度不会超过真空中的光速。     

基于二次谐波产生技术的BaTiO3薄膜对称性研究

光学二次谐波产生技术是研究材料极化特性和对称性的重要工具,利用搭建的显微二次谐波产生光路,对生长在SrTiO_3衬底上的BaTiO_3薄膜样品进行了二次谐波产生测试。结果表明,BaTiO_3薄膜在面内方向具有二重旋转对称性。在四种偏振模式下测量了样品的二次谐波信号,结果表明,随着基频光入射功率的变化,二次谐波强度的图样也发生了变化。当入射光功率为7.5～7.7 mW时,信号发生突变;当入射光功率大于7.5 mW时,水平偏振出射光的二次谐波信号图样主峰减弱,次峰增强。     

基于旋光-双反射结构的星载量子密钥分发精跟踪系统控制算法研究

研究了旋光-双反射结构作为星载量子密钥分发终端的精跟踪系统时的反射光偏振态保持情况,分析了反射光面(由入射光和反射光适量确定)不一致导致的反射光子偏振态变化情况,并计算了此时可能引入的量子误码率。根据双反射结构的特点,给出了两个反射镜法线方向与入射光、出射光矢量之间的关系,并据此提出了旋光-双反射结构的卫星精跟踪系统控制算法。     

双折射晶体入射、折射光电场矢量的琼斯描述及界面处菲涅耳方程的修正

为了用琼斯矢量更明确地表示双折射晶体入射光和折射光的偏振状态,利用波法线椭球和物质方程,将入射光和折射光的电场矢量均视为由o振动和e振动两个方向的分量叠加而成,并将之投影到垂直于和平行于入射面的两个方向上。其中,入射光和折射光电场分量之间的关系用菲涅耳方程中的透射系数表示。考虑到e光电场矢量与电位移矢量的差别,对菲涅耳方程进行了一定的修正以满足e光的边界条件。最终给出了入射光和折射光电场矢量的琼斯矢量形式。并通过具体的数值计算说明,菲涅耳方程修正前后e光的透射系数有一定的差别,且e光的电场矢量和电位移矢量之间的分裂不可忽略。     

大数值孔径光子筛偏振特性研究

根据角谱理论建立不同偏振照明条件下的光子筛矢量衍射模型。在此基础上,对入射光分别为线偏振光、径向偏振光、切向偏振光三种特殊偏振状态下的光子筛聚焦光强分布进行了模拟分析。研究结果表明,对于大数值孔径光子筛,入射光的偏振特性将对光子筛聚焦光强分布产生巨大影响。线偏振光将使聚焦光斑沿偏振方向拉伸,切向偏振光产生的聚焦光斑具有"中空"结构,而径向偏振光所产生的聚焦光斑呈较为规则的圆形,且其焦深优于线偏照明情况。在激光直写及高分辨成像等光子筛典型应用中采用径向偏振照明将进一步提高系统分辨力。     

连续波腔衰荡法的一种新理论推导方法及其应用仿真

与多光束干涉的理论推导不同，本文基于无源腔的Q值定义，根据能量守恒原理，对连续波腔衰荡技术测量原理进行了新的推导．根据推导结果，采用数值模拟的方式就入射光开、关时间对腔出射光功率变化线形的影响进行了分析．重点对衰荡腔充光不足情况下的衰荡线形进行了仿真和数据拟合．结果表明，衰荡腔充光不足会给测量带来误差，但进一步缩短入射光关断时间能减小这种误差．     

270°反射式相位延迟器的设计及温度特性研究

根据薄膜的偏振效应,运用TFCALC膜系设计软件,通过在菲涅耳菱体的2个全反射面蒸镀光学介质膜的方法设计了270°反射式相位延迟器.运用归一化测量方法得到出射光相位延迟量与温度的关系,发现出射光相位延迟量随温度的变化而发生扰动,扰动的出现影响了透射偏振光的质量.研究结果表明,透射光的相位延迟量与膜料的折射率、基底与膜料之间的应力以及膜料之间的应力等因素有关.     

C60掺杂向列相液晶中光栅衍射选择性的分析

利用琼斯矩阵(Jones matrix) 方法对C60掺杂向列相液晶中光栅衍射选择性进行分析.给出两束p 偏振光在液晶样品中产生相位全息光栅的透射矩阵,通过探测光的矢量和光栅透射矩阵的琼斯矩阵运算,可以探测衍射光束的偏振态与入射光偏振态的关系.分析发现对于p 偏振的探测光,透射光和正、负一阶衍射光的偏振态均为p 偏振,且正、负一阶衍射效率相同;对于s 偏振的探测光只有透射光存在,可见记录的相位光栅表现出光栅衍射的选择性.     

半圆形金属光栅的矢量模态理论

采用了Ｈａｎｓｅｎ矢量波函数理论研究半圆形金属光栅的衍射效率问题，该方法适用于任意入射方向，任意偏振态入射场衍射问题的研究，结果表明，当入射光为ｐ或ｓ型偏振光时，其结果与文献（１）的结果相同。     

高消光比多偏振态光源系统设计

在现代工程测量中,由于工程的各项技术指标要求越来越高,相应地对光源也提出了更高的要求。依据晶体双折射和晶体相位延迟对光偏振态的影响以及光的折射角与光振动方向有关的原理,设计了高消光比多偏振态光源系统,并设计测试方案对该系统实现的偏振态和消光比进行了验证。该光源系统通过计算机精密控制电机旋转设计的转盘结构很方便快捷地实现了S偏振态、P偏振态和圆偏振光的输出,并且系统中设计了平移和旋转装置自动控制偏振棱镜,获得了高消光比的偏振光,出射光消光比小于等于510-6。