宽调谐双折射滤光片最佳透射系统研究

针对普通滤光片通常采用不多于3片组合方式,不能满足特殊测量范围要求的情况,利用单轴晶体的双折射效应及偏光干涉原理来研究双折射滤光片的滤光原理及其参数特性,在综合考虑各种参数的前提下,应用近似理论条件,研究设计了4片组合的石英晶体双折射滤光片,分析了设计滤光片所需要的各个参数,给出了4片组合双折射滤光片的透射曲线。此双折射滤光片的透射光谱具有透射带宽得到很大压窄、次峰的透过率被抑制在8%以下等特点。当它被用在脉冲激光器中时,具有550nm至1200nm的宽调谐范围。可以知道,设计滤光片的关键是各个参数的选取,利用法布里-珀罗干涉仪可以压窄光谱线宽。     

Application of Equivalent Air Gap Method in Uniaxial Crystal Plate

The equivalent air gap method is a simple way to trace the ray propagation in an isotropic medium, but it cannot be applied to an anisotropic medium. We present the exact general expressions of the equivalent air gap thicknesses and the displacements for the plane-parallel uniaxial crystal plates. They are also suitable for the isotropie medium. This method is useful when one determines whether certain size plane-parallel plates can be fitted into the available air of an optical system, and also in the prism system design.     

菱体型消色差延迟器的优化设计

通过对菱体型延迟器件进行优化设计,能够改善其消色差性。根据光在介质表面全反射时发生相变这一原理,分析了一个具有3个全内反射面的菱体型延迟器件,得出了相位延迟δ与全内反射角θ和相位延迟δ与介质折射率n的关系。通过对δ与θ和δ与n的关系分析,显示了扩大材料选择范围的可行性。结果表明,较大的全内反射角的选择有利于改善延迟器件的消色差性。     

新型静态偏振风成像干涉仪理论探测误差的分析与计算

简述了新型静态偏振风成像干涉仪的原理,推导出一般情况下系统的Jones矩阵.在此基础上计算了系统中各偏振器件重要参数在非理想情况下对风速和温度探测结果的影响.利用计算机模拟对探测误差进行了分析,并按照系统精度要求从理论上提出了各重要参数的误差容限.该研究为新型静态偏振风成像干涉仪的研制、定标及后期数据处理提供了理论依据. 关键词： 静态偏振风成像干涉仪 Jones矩阵 方位角误差 相位延迟量误差     

测试消光比的衰减系统研究

基于偏振干涉原理,设计了一种用于测量偏光镜消光比的连续可调智能化衰减系统。该系统由3个标准偏光镜、1个632.8 nm的1/4波片、1个步进电机和微机共同组成,其中1个偏光镜的主透射方向和波片快慢轴的夹角为45°并组成标准圆偏器,利用计算机控制步进角为0.25°的步进电机旋转圆偏器,从而达到连续衰减光强目的。其衰减范围可在0~60 dB间扩展,插入损耗小于1.2 dB。用该系统测量时,可得到优于10-7量级的消光比值。对衰减系统的调节机理进行了分析,并给出圆偏器旋转不同角度下系统的透射曲线。     

A novel polarization interferometer for measuring upper atmospheric winds

A static polarization interferometer for measuring upper atmospheric winds is presented, based on two Savart plates with their optical axes perpendicular to each other. The principle and characteristics of the interferometer are described. The interferometer with a wide field of view can offer a stable benchmark optical path difference over a specified spectral region of 0.55--0.63~\mu m because there are no quarter wave plates. Since the instrument employs a straight line common-path configuration but without moving parts and slits, it is very compact, simple, inherently robust and has high throughput. The paper is limited to a theoretical analysis.     

Effects of optical axis direction on optical path difference and lateral displacement of Savart polariscope

A simple method is applied to calculating the optical path difference (OPD) of a plane parallel uniaxial plate with an arbitrary optical axis direction. Then, the theoretical expressions of the OPD and lateral displacement (LD) of Savart polariscope under non-ideal conditions are obtained exactly. The variations of OPD and LD are simulated, and some important conclusions are obtained when the optical axis directions have an identical tolerance of \pm 1^{{\circ}}. An application example is given that the tolerances of optical axis directions are gained according to the spectral resolution tolerances of the stationary polarization interference imaging spectrometer (SPIIS). Several approximate formulae are obtained for explaining some conclusions above. The work provides a theoretical guidance for the optic design, crystal processing, installation and debugging, data analysis and spectral reconstruction of the SPIIS.     

基于光瞳分割和角剪切的成像偏振光谱技术

基于光瞳二分割及Wollaston棱镜角剪切、Savart板横向剪切干涉的原理,提出一种同时获取图像、偏振态及光谱信息的新技术.装置没有任何机械运动部件和电调谐器件,在单一面阵探测器的四个分区同时获得四种线偏振态的干涉图(两幅差分偏振光谱图),系统工作在推扫模式.在详细论述装置组成的基础上,从系统成像的原理出发,深入分析了系统中棱镜主截面方位角的相互位置关系对输出光强的影响,并对系统参数进行了优化,推导出干涉条纹强度分布的表达式,并利用计算机数值仿真,验证了方案的准确性和可行性.为新型成像光谱仪的设计和工程化应用提供了重要的理论依据和实践指导.     

偏振干涉成像光谱仪的视场展宽设计与分析

为了在较大视场范围内获得干涉直条纹以提高干涉数据的提取精度,设计了一种基于组合Savart板的宽场偏振干涉成像光谱仪.组合Savart板由正负晶体制作的两个Savart板组合而成.文中推出了组合Savart板的光程差和横向剪切量与入射角的理论表达式,并给出了具体设计实例.计算机模拟分析结果表明,在光谱分辨率和晶体总厚度相同的前提下,组合式Savart板获得干涉直条纹的视场是传统Savart偏光镜视场的10倍. 关键词： 偏振成像光谱仪 Savart板 光程差 视场     

石英波片相位延迟随温度的变化行为

介绍了波片的相位延迟量随温度的变化行为,并提出一种测量相位延迟量的方法。由于温度的变化会对波片的相位延迟量产生影响,从而影响波片的使用精确度,为减小此影响,提高波片在不同温度下的使用精确度,需要对波片的特性进行分析。理论和数值地分析了石英波片的温度特性,得到石英波片的折射率温度系数和热膨胀系数的关系及折射率温度系数与波长的关系,为正确设计和使用波片提供参数选择依据。一块厚约1.8 mm的波片,对应波长632.8 nm,温度每升高1℃,其延迟量约减少1°。针对石英波片在不同温度下使用时的不足之处,提出一种测量方法(即电光调制法)用来测量波片的相位延迟量,当信号电压控制在±700 V时,其延迟测量精度可控制在1%以内。