高阶邦加球上柱矢量光束的变换

本文从理论和实验上系统研究了利用半波片实现高阶邦加球上柱矢量光束变换的方法.通过琼斯矩阵的方法理论分析得出变换前后柱矢量光束在高阶邦加球上两个对应点的纬度相反,经度随半波片的光轴方向角的不同而改变.最后,基于空间光调制器搭建了一套柱矢量光束产生及其变换系统,实验结果证明了这种方法的可行性.     

光纤中光的偏振态的几种表示方法

阐述了光纤中影响光的偏振态的几个因素。用椭圆表示法和邦加（Poincare)球图形表示法对光的任意偏振态进行了描述，并用平面的史密斯圆图来等效邦加球。编制了QUICK BASIC计算机程序，绘制了史密斯圆图的等α线、等δ线和等β线，程序能快速显示任意偏振态的椭圆表示和史密斯圆图表示，讨论了史密斯圆图的特性和应用。     

利用琼斯矩阵分析全偏振光通过旋光器件的邦加球表示

用琼斯矩阵表示旋光器件．用琼斯矢量表示偏振光．计算椭圆偏振光通过旋光器件后的琼斯矢量，分析椭圆偏振光通过旋光器件的邦加球表示。结果表明．用此法得到的结论与已有结论一致。     

单模光纤中的二阶偏振模色散及其统计特性

用琼斯矩阵本征分析法和邦加球法,分别测量了22 km和75 km G.652单模光纤中的二阶偏振模色散,并对其平行分量、垂直分量、PCD（Polarization dependent chromatic dispersion）、消偏振项、各个分量的统计特性及其影响进行了详细的分析,得到了二阶偏振模色散随波长的分布情况及统计特性. 从统计结果可以得到,与PCD项相比,消偏振项在二阶偏振模色散中起主要作用. 该研究对二阶偏振模色散的补偿有一定的指导意义.     

单入射波长及纤芯存在光致双折射的长周期光纤光栅的折射率传感分析

利用全矢量耦合模方程提出并分析了一种基于纤芯存在光致双折射的长周期光纤光栅的环境折射率传感测量方法.以波长为谐振波长的完全偏振光为入射波,通过分析不同环境折射率下输出光的偏振态在邦加球上与参考点间球面距离的变化测量环境折射率.分析表明,在环境折射率1～1.30范围内包层半径为20.75 μm的长周期光纤光栅传感器线性特性良好,灵敏度为0.356/RIU,可应用于湿度和气体的折射率测量;该分析方法适用于其他类型的双折射长周期光纤光栅传感器的设计.     

单入射波长及纤芯存在光致双折射的长周期光纤光栅的折射率传感分析（英文）

利用全矢量耦合模方程提出并分析了一种基于纤芯存在光致双折射的长周期光纤光栅的环境折射率传感测量方法.以波长为谐振波长的完全偏振光为入射波,通过分析不同环境折射率下输出光的偏振态在邦加球上与参考点间球面距离的变化测量环境折射率.分析表明,在环境折射率1~1.30范围内包层半径为20.75μm的长周期光纤光栅传感器线性特性良好,灵敏度为0.356/RIU,可应用于湿度和气体的折射率测量;该分析方法适用于其他类型的双折射长周期光纤光栅传感器的设计.     

连续变量相干光通信中的联合调制编码系统(英文)

根据单束光连续变量相干光通信的编码要求,提出一种联合磁光调制和电光调制的联合调制系统;根据Stokes参量与邦加球的映射关系以及Stokes矩阵理论,分析了该系统的编码原理,构造了单光束相干光通信系统,并根据编码的需要设计了相关的磁光调制器驱动控制电路和随机数产生电路.最后利用零差检测技术测量Stokes参量;将发送码与接收码进行整形处理后,得到误码率小于3.60%的通信效果,证明了该联合调制实验方案的可行性.为连续变量密钥分配提供一种简捷的编码方法.     

线双折射传感光栅中的传输光偏振态分析

 深入研究了线双折射光栅中透射光偏振特性的演变过程。采用耦合模理论和琼斯矩阵分析了传输距离、双折射大小、入射起偏态等因素对透射光偏振特性的影响,并利用邦加球中描绘了偏振态的演变趋势。结果表明：光栅中的线双折射和传输距离会改变传输光的偏振态,偏振态的波长相关曲线会随传输距离和线双折射的增大而不断扩展,入射起偏态的不同并不改变偏振态的拓展趋势。同时,第一斯托克斯参量与偏振相关损耗在峰值波长点上存在对应关系,两者幅值均与线双折射呈单调递增关系,可应用于传感测量。     

光纤电流互感器中传感光纤的椭圆双折射测量

分析了全光纤电流互感器(AFOCT)光纤元件的双折射来源和影响,针对其应力加载特征,提出一种适用于系统的光纤双折射参数测量方法.测量基于研究双折射对偏振态的调制情况,在邦加球上分析传输光偏振态随不同光程的演化轨迹,可获得待测光纤椭圆双折射参数,相对误差在2.85％以内.验证实验说明基于测量结果的变比估计相对偏差1.08％.该方法准确度优于传统方法,装置结构简单易于实现.由传感光纤双折射测量结果可推导AFOCT系统的变比,也可作为温度、振动补偿实验的依据.本方法可作为设计制作AFOCT系统过程中的一个有力的参考.     

基于非线性偏振旋转效应的半导体光放大器级联式高速全光开关

根据级联半导体光放大器(SOA)的偏振主态对准(PSP)与邦加球相关性之间的关系,研究了多级SOA级联式系统的偏振主态对准方法。提出了基于非线性偏振旋转效应(NPR)的多级SOA级联式全光开关结构。实际搭建出两级SOA级联式全光开关实验系统,并以幅值为6 m W的方波控制光对50μW信号光实现了全光开关操作,开关速度达到200 ps,优于传统的电光开关,并存在较大的提升空间。工作波段位于1510~1570 nm,插损为3.62 d B,功耗为12 m W。开关速度快、插损小、功耗低并与光纤通信系统兼容性好。该全光开关的研制成功,将有助于推动全光开关和全光网络技术的发展,以及光计算和全光信号处理等领域的技术进步。     

Impossibility of a continuous phase convention for polarised light

The possibility of extending the well known Poincare sphere representation of polarised light to include phase is considered. Any attempt to define the zero of phase for each vibration represented on the Poincare sphere runs into discontinuities at at least one point. These are shown to be inevitable using a topological argument.     

Optical-mechanical analogy in problems of polarization optics

Within the framework of optical-mechanical analogy, the problem of propagation of polarized light (both linear and circular) is studied for a medium with the inhomogeneity of dielectrical permittivity and gyrotropy. The analysis is carried out both with use of a system of coupled equations and the Poincare sphere.     

Anatomy of a polarization switch of a vertical-cavity semiconductor laser

Using a streak camera we have measured the three Stokes polarization parameters during a polarization switch of a vertical-cavity semiconductor laser. The switch occurs along a corkscrew path on the Poincare sphere and takes on average a few nanoseconds; this value agrees with a theoretical treatment based upon the Fokker-Planck equation.     

全偏振光通过延迟器件后的布卡尔球表示

以全偏振光的矢量描述和布卡尔球表示为理论基础 ,用斯托克斯矢量表示全偏振光 ,用Muller矩阵表示延迟器件 ,推导了全偏振光通过一个快轴与X/Y轴重合而相位差为δ1 的延迟器后的斯托克斯矢量表示 ,并由此计算了全偏振光通过该器件后的球坐标。由全偏振光通过延迟器件前后的球坐标表示的特点 ,可得到一束全偏振光通过此延迟器件后在布卡尔球上的位置 ,并可证明完全是由初相位差 δ0 和延迟器的相位差 δ1 决定的。给出了实例 ,并验证了此结论。     

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.     

Realization of Arbitrary Inverse Unitary Transformation of Single Mode Fibre by Using Three Wave Plates

We report a method to realize the arbitrary inverse unitary transformation imposed by a single-mode fibre on photon＇s polarization by the succession of two quarter-wave plates and a half-wave plate. The process of realization is analysed on a Poincar6 sphere due to the fact that unitary transformation does not change the angle formed by polarization state vector. The method is meaningful in quantum communication experiment such as quantum teleportation, in which an unknown arbitrary quantum state should be kept to be unchanged in the case of using a single-mode fibre for time delay.[第一段]     

高双折射光纤中非线性耦合模偏振态稳定性分析

通过高双折射光纤中非线性耦合模传输方程,首先,利用斯托克斯参量,用庞加莱球研究分析了耦合模传输的稳定性及偏振态的演变,结果表明高双折射光纤中耦合模的传输不产生分歧现象,传输具有稳定性;其次,描述了拉曼效应对各种状态下偏振态演变规律的影响,给出了斯托克斯参量S₁,S₂与S₃的解析解及拉曼效应对偏振态的演变周期的影响.