相干测风激光雷达回波偏振态对径向风速精度影响

为了解决大气退偏效应造成激光回波与本振光偏振失配,导致相干测风激光雷达(LiDAR)外差效率降低的问题,基于相干多普勒激光测风雷达的系统组成和工作原理,采用数学建模法,仿真分析了回波偏振态对系统信噪比、探测距离和径向风速误差的影响;提出了偏振态修正途径,并利用琼斯矩阵建模讨论修正精度;用径向风速比对实验验证不同回波偏振态对径向风速精度的影响。结果表明,对于同一测试系统,在相同的天气条件下,与回波为圆偏振态相比,回波为椭圆偏振态时的最大探测距离下降46.7%,径向风速精度下降63%。此研究为相干多普勒测风激光雷达回波接收模块的优化提供了理论支撑。

线刃型位错高斯光束在生物组织中偏振态的变化

基于广义惠更斯-菲涅尔原理,推导了生物组织传输中线刃型位错高斯谢尔模型光束交叉谱密度矩阵元的解析表达式,并比较了不同束腰宽度ω0x、离轴距离d、刃型位错斜率p、空间相关长度σ_(yy)、σ_(xy)对光束轴上偏振度P(0,0,L)、方位角θ(0,0,L)和椭圆率ε(0,0,L)的影响。研究表明,线刃型位错高斯谢尔模型光束ω0x越大,d越大,p越小,P(0,0,L)和ε(0,0,L)变化越大且极值越小。σ_(xy)越大,P(0,0,L)、ε(0,0,L)和θ(0,0,L)的绝对值越大。当σ_(yy)>σxx时,源处θ<0,反之θ>0。σ_(yy)与σxx差值绝对值越小,P(0,0,L)、θ(0,0,L)和ε(0,0,L)的极值越大。随传输距离增大,P(0,0,L)、θ(0,0,L)和ε(0,0,L)最终趋于稳定。

偏振态对激光相干合成的影响

为了研究光束相干合成中偏振态的特性,取理想矩形光束进行模拟分析。通过改变偏振态的退偏率、偏振态夹角、参与合成的子束数目等,观察光场在远场叠加的合成效果。讨论了这些因素对远场合成效果的光强分布、峰值功率密度、光束质量β因子等的影响。模拟结果显示:当退偏率小于10%、偏振态夹角小于18°时,合成后光束质量因子小于1.1。

光纤偏振态检测方法的研究

在光纤干涉仪和偏振模色散检测过程中,偏振态的检测是十分重要的.本文给出了两种用1/4波片和检偏器检测光纤输出光偏振态的方法和原理,并进行了实验验证.

只用两个偏振态的量子密码术方案

本文提出一种基于海森堡测不准关系的、只用两个非正交偏振态光子的量子密码术新方案，对其原理和防窃听性进行了详细的讨论，并和国际上流行的几种方案进行了比较。

液晶相位可变延迟器对光偏振态的调制

利用液晶相位可变延迟器(liquidcrystalvariableretarder,LCVR)的延迟相位随着其驱动电压连续可调特性,实现光偏振态的可控调制.设计了旋转检偏器,对LCVR进行820nm激光波长的现场校准,获得1/4λ、3/4λ和1/2λ、1λ相位延迟所对应的驱动电压,计算机控制其驱动电压实现对光偏振态的调制,并进行了检验,给出了理论分析和实验结果.该方法具有对光子入射方向不敏感、无需机械转动、适用较宽波长范围、实时可控等优点.

基于OPGW光偏振态的输电线路雷击点定位方法

针对目前输电线路经常遭受雷击且雷击点无法精确定位问题,提出了一种基于光纤复合架空地线(OPGW)光偏振态的新型雷击点定位方法。该方法利用OPGW内部通信光纤作为传感器,通过变电站一端的监测主机向光纤中发射稳定探测光,通过检测OPGW内部光纤中传输光的偏振态变化判定雷击点位置。并模拟了雷击OPGW试验,对雷击时OPGW内部通信光纤中传输光由于Faraday效应引起的偏振态突变信息进行研究,并采用改进奇异值算法结合小波分析方法提取雷击点处的偏振态突变量传到偏振解调设备中的时刻来进行故障点定位。多次试验结果表明,该方法的定位误差均≤1%,且不受传统定位方法中线路参数、行波波速等条件的约束,定位时只需OPGW内部通信光纤不受损坏,即可较准确地找出雷击点的位置,具有较高的定位精度和可靠性,为实际输电线路上的雷击点检测与定位提供了新的思路。

偏振态对飞秒激光加工石英玻璃表面质量的影响

为研究线偏振和圆偏振对飞秒激光烧蚀加工石英玻璃表面质量的影响,开展不同扫描速度的线烧蚀试验和不同线重叠率的面烧蚀试验.研究了线、圆偏振光对烧蚀线宽度的影响,利用光学显微镜和环境扫描电子显微镜观察烧蚀形貌,并使用三维表面轮廓仪进行烧蚀面粗糙度分析.结果表明：线偏振光烧蚀线宽度大于圆偏振光,且激光功率越大,线宽差异越明显;当线重叠率在65％～90％时,线偏振光烧蚀表面粗糙度随重叠率增大而增大,在重叠率为65％时达到1.33 μm;线轮廓算术平均偏差随重叠率增大先减小后增大,并在重叠率为80％时达到较小值1.05 μm;当重叠率不到80％时,线偏振光烧蚀面线轮廓算术平均偏差比圆偏振光小;重叠率为90％时,其线轮廓算术平均偏差反而比圆偏振光大.

全偏振态同时探测实时彩色偏振成像技术

偏振光学成像技术作为一种新型的光学成像技术,通过对光波偏振特性的探测,增加了信息的探测维度,有利于全面、准确地获取目标的信息.文中阐述了偏振成像的探测方法,典型偏振成像系统的分类;详细介绍了一种基于Stokes矢量方法的分孔径全偏振态同时探测的实时彩色偏振成像相机;利用该相机进行了全偏振度成像实验和偏振去雾成像实验.实验表明全偏振态同时探测偏振成像技术在提高成像探测距离、目标细节获取及恢复等方面具有一定优势,能够为现代光学成像探测系统提供重要的技术补充.

基于Sagnac原理的单轴分布式光纤传感系统偏振态分析

针对Sagnac干涉型单轴分布式光纤传感器中使用单模光纤作为传感器件时,由于传输光偏振态在双折射影响下所带来的干涉信号“偏振诱导衰落”问题,运用琼斯矩阵分析法,建立了该型传感器系统在传感光纤双折射和外部事件共同作用下,传输光的偏振态对系统功率传输系数影响的数学模型;仿真分析了在传感光纤线性双折射和圆双折射共同作用下,传输光的偏振态对系统功率传输系数的影响;提出了使用法拉第旋转镜提高系统抗偏振能力的改进方法.仿真结果表明,该方法能很好地消除光纤线性双折射和圆双折射.

激光制导中偏振态动态检测技术研究

研究了激光制导中弹体旋转或光场时变与光速偏振态间的关系,在对偏振光信号特征参数分析的基础上,介绍了一种动态检测光偏振状态的方法,采用特定的相位延迟器及差和比的数据处理方式,可以消除测量装置与偏振光相对旋转的影响,并利用琼斯矩阵法分析了这一工作原理。研制的测量装置能实时给出偏振光的旋向和椭圆度。实验结果表明,相对旋转对偏振态测量的影响确实可以消除。

偏振态退化对双马赫-曾德尔分布式光纤传感系统定位性能的影响分析

基于线偏光进入长程传感光路后退偏为椭圆偏振光的基本事实,利用椭圆偏振光干涉法得出了退偏情况下干涉信号的一般公式。通过实际干涉信号与理想干涉信号的对比分析,发现由于退偏作用的存在,输出信号可见度减小为V0(V0=(α21+b21)^(1/2)≤1);辅以琼斯矩阵法,鉴于顺、逆时针光路退偏作用的非对称性,探测器D1、D2探测到的干涉信号相位误差ζ1≠ζ2,从而将误差引入信号时延Δτ,严重影响传感系统定位精度。进一步揭示出对系统进行偏振态衰落抑制方法研究的重要意义。

琼斯矩阵在分布式光纤传感器偏振态分析中的应用

针对基于Sagnac原理的分布式光纤传感器中光波偏振态在双折射影响下所带来的干涉信号“偏振诱导衰落”问题,运用琼斯矩阵分析法,建立了传输光偏振态影响系统功率传输系数的数学模型;根据仿真分析的结果,发现使用反射镜作为反射元件,只能消除光纤圆双折射的影响,而不能消除线性双折射的影响。因此,提出了使用法拉第旋转镜提高系统抗偏振衰落能力的改进方法,仿真结果表明可以很好地消除传感光纤的线性双折射和圆双折射的影响。

电光调制器在光波偏振态检测中的应用

本文提出了检测光波偏振态的一种新方法,即电光调制法。此方法可以由单一光路实现对光波偏振态分时检测。对直流电流传感信号的检测实验表明,被测电流与检测信号之间存在良好的线性。

具有温度和偏振态补偿功能的光纤电流传感器的研究

本文在分析影响光纤电流传感器（ＯＦＣＴ）稳定性和测量精度的因素的基础上提出了一种新型传感器结构，具备对ＯＦＣＴ的温度与偏振态扰动的自动补偿功能，其偏振灵敏度小于０．０５ｄＢ，长期稳定度优于０．３％，检测精度优于０．２％，较好地满足电力计量与控制系统应用要求。

用于测量和调控入射光偏振态的大面积阵列液晶器件(英文)

介绍了一种通过改变电极上的驱动电压来测量和调控入射光偏振态的液晶器件,同时模拟了该器件的液晶分子指向矢分布。众所周知,液晶分子的倾斜角较容易控制,却常忽视其扭曲角同样可以被调控。所以,液晶材料能够用作可变化、可转动的相位延迟器,这样就可以实现用同一器件结构测量入射光偏振态,随后调控该入射光偏振态。模拟了在十字结构电极下液晶层的指向矢分布,表明扭曲角可被电控,同时也说明将入射光偏振态调控到任意偏振态是可以实现的。

两偏振态测量偏振相关损耗

基于具有偏振相关损耗和双折射的密勒矩阵洛伦兹变化特性,提出了一种测量偏振相关损耗的新方法.证实了测量偏振相关损耗取决于密勒矩阵的第一列元素.提出了一种实用的测量方法.新方法对于偏振相关损耗的测量只需要两个输入偏振态,因此具有测量速度快和测量误差小的优点,实验的测量结果证实了该方法的可靠性.

基于液晶可变相位延迟器的两片式线偏振态转换器研究

利用Jones矩阵法,理论上分析了方位角分别为0°和-45°的2个可变相位延迟器组成的偏振转换器可实现任意偏振态到水平线偏振态的转换,并推导出可变相位延迟器延迟量的表达式。利用自主研制的液晶相位可变延迟器的相位延迟,在1 V～2.7 V范围,根据驱动电压连续线性可调的特性,设计了两片液晶可变相位延迟器组成的偏振态转换器,实现了随机偏振态(Stokes参数为(-0.567,0.752,0.36))到水平偏振态(Stokes参数为(1,0,0))的可控调制,实验结果验证了理论分析结果。该偏振态转换器还可以实现其他任意偏振态到水平偏振态的调制。

布儒斯特角切割LiNbO_3晶体的偏振态分析

基于琼斯矩阵和菲涅耳公式,建立了偏振光透过LiNbO3晶体的分析模型,研究了入射光偏振态、晶压等参数对输出光偏振态和p偏振态、s偏振态透射率的影响规律。搭建了分别含单块LiNbO3晶体、LiNbO3晶体和薄片、两块串联LiNbO3晶体的Ho,Tm,Cr:YAG激光电光调Q实验装置,并测得了输出激光的偏振态、输出能量等随晶压的变化关系曲线。

布卡尔球用于表示光偏振态的再研究

为了更形象直观地了解偏振光、偏振态等问题 ,利用坐标变换介绍了偏振光的另一表示形式———布卡尔球 ,对其性质作了深入讨论 ,并举例说明。对于解决偏振光通过偏光器件后的偏振态变化的问题 ,利用布卡尔球分析解决 ,较其它矢量分析法更具明确性直观性。