一种Wollaston式偏光棱镜分束特性的研究

为了对一种修正式对称分束Wollaston棱镜的分束特性进行系统分析,利用折射定律和菲涅耳公式,以632.8nm波长为例,给出了出射光与水平方向的夹角随修正角、结构角之间的变化关系曲线、光强分束比随结构角的变化关系以及入射角对棱镜分束角和出射光束对称性的影响曲线。结果表明,通过对出射端面的修正可以实现Wollaston棱镜的严格对称分束;o光、e光分束角主要取决于棱镜结构角,受棱镜修正角影响较小;光强分束比随结构角的增大变化幅度较小;当光线以小角度入射时,入射角主要影响棱镜分束角对称性;入射角在-3°~3°之间变化时,两出射光线的不对称度小于6°,可以保证较好的对称分束效果。该研究为该棱镜的设计和应用提供了理论指导。     

双激光波长1/4、1/2波片设计

为了使单晶片双折射晶体波片适用于两个激光 波长,根据双折射晶体相位延迟器的 原理,得到了波片厚度与两个激光波长所需延迟量的关系式,给出了具体的设计方法。针对 650nm与780nm两个激光波长制作了样品,进 行了实验测试,结果表明:无论是双1/4波 片还是650nm 1/4nm 1/2波片,延迟量的偏差均小于3°,与理论值相符。若不计较 波片 的厚度,仅就设计而言,完全可以得到高精度的双激光波长1/4、1/2 波片。由此可见,根据本 文得到出的设计原理与设计方法,完全可以用常规双折射晶体波片的制作方法得到适用于 两个激光波长所需延迟量的波片。     

可见光波段及1 064 nm波长处用于Glan-Taylor棱镜减反射膜

为了提高Glan-Taylor棱镜的透射率,研究了Glan-Taylor棱镜在可见光波段及1 064 nm波长处减反射膜膜的设计和制备.为提高薄膜和冰洲石晶体的附着力,采用沉积Al2O3为过渡层,ZrO2作缓冲层的方法,用单纯形优化的方法进行膜系优化设计.用电子束沉积和离子束辅助沉积的方法制备了多层减反射膜,并采用石英晶体振荡法监控膜厚和沉积速率.测量结果表明,在可见光波段及1 064 nm波长处的剩余反射率均小于0.5%经测试薄膜与冰洲石晶体的附着力性能良好.     

格兰-泰勒棱镜空气隙厚度的测量

为了测量格兰一泰勒棱镜空气隙的厚度,分析了棱镜对单模高斯光束的影响.结果表明.经过棱镜后的透射光强随着光束在棱镜端面上的入射角变化呈现周期性的振荡,且振荡特性与入射光的波长,光强分布特性、棱镜结构角及宅气隙的厚度有关.对于给定波长的入射单模高斯光束,由于棱镜的结构角在棱镜胶合之前可以精确测得,所以通过分析这种振荡特性便町以得出棱镜空气隙的厚度.据此设计实验.测出了透射光强随入射角的周期性变化关系.利用计算机编程.間隔改变0.0001 mm作为理论计算中的空气隙厚度的取值.计算实验测得的透射光强振荡周期与理论计算值的相对偏差的平均值,对于样品棱镜,当该值为4.35%时取值最小,此时对应的空气隙厚度为0.0143 mm.     

光学平衡桥式电流互感器的设计

为了消除传感头随温度变化的线性双折射对光学电流互感器性能的影响,提出了光学平衡桥式电流互感器的概念,并给出了设计原理.推导了与温度有关的线性双折射导致的线偏振光方化角变化量的解析式,并计算了用1/2波片来消除线性双折射影响时波片光轴的方向.给出了光学平衡桥的工作原理和信号处理的方法,推导出计算电流的表达式.进行了实验研究,螺线管电流为2 A,温度在20℃-65℃范围变化时,所设计互感器的输出误差在2.96%以内.提出的光学平衡桥式电流互感器,解决了原有方法存在的线性双折射随温度变化对测量精度影响的难题,有利于促进光学电流互感器的实用化进程.     

高精度消色差相位延迟器的新设计

消色差相位延迟器是在某一宽度光谱范围内使用的光相位延迟器件。从相位延迟的全反射相变理论出发,对斜入射消色差相位延迟原理进行阐述,参考菲涅耳棱镜的具体设计形式,对引起相位延迟变化的参量进行分析,通过选择合适的材料新设计出了特殊角度入射的高精度相位延迟器,其理论曲线显示,在365~1150nm的光谱区域内延迟偏差小于0.4°,是常规相位延迟器在相同条件下的五分之一,是一种宽广谱范围内、负延迟偏差小、精度高的消色差相位延迟器。     

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。     

三元结构双反射平行分束偏光镜设计

为了节省冰洲石晶体材料,并实现两束偏振光的平行输出,采用冰洲石与光学玻璃组合的方法,给出一种双反射形式平行分束偏光镜的新设计。该棱镜为ZBaF3玻璃中间加冰洲石晶体薄片的三元结构,采用溴代萘胶合;选择合适的结构角,令电矢量振动方向相互垂直的两束偏振光分别在前胶合面、后端面发生全反射,并垂直上端面平行出射。实验测试表明,棱镜的透射比高于80%,消光比优于10-3。该设计在节省冰洲石晶体前提下,保持了良好的性能。     

铕配合物双光子吸收诱导荧光的研究

在合成的一类三元离子缔合型铕配合物Eu(tta)4•DEASP中,阳离子基团DEASP做为铕离子的双光子敏化剂,将铕离子的双光子激发波长拓展至生物光学窗口的长波波段1.06 μm。在此基础上合成出一系列DEASP的衍生物,研究阳离子基团的推拉电子能力对于配合物双光子敏化效率的作用机制。通过改变阳离子基团的端基结构可以有效提高双光子敏化效率,有望获得1.06 μm高效双光子吸收诱导荧光的铕荧光探针。     

一种对入射角不敏感的λ/4消色差相位延迟器

通过合理选择光学材料和器件结构角,设计了一种对入射角不敏感的菲涅耳菱体型消色差相位延迟器.它是单元结构λ/4延迟器.计算表明:入射角变化±2.5°时,引起的相位延迟量的偏差约为0.3°,是常规菲涅耳菱体相位延迟器在同等情况下延迟量变化的1/6.