周期极化的LiNbO_3中二次谐波的产生与偏振控制

在同一块LiNbO3晶体中,实现二次谐波的产生(SHG)及偏振控制.具体设计方法是,将一块z切的LiNbO3极化成周期不同的两个部分,在第一部分利用非线性光学效应产生二次谐波;在第二部分利用电光效应对二次谐波进行偏振控制.

基于二次谐波产生光谱与显微成像的CdS纳米线空间取向研究

作为一种非线性光学效应,二次谐波产生(second harmonic generation,SHG)因其良好的偏振敏感性在获得物质成分、结构、特性等信息方面具有广泛应用.尽管前人利用SHG光谱或SHG显微成像方法探索研究了纳米线的精密定位或追踪问题,但是结合使用SHG光谱与SHG显微成像方法实现纳米材料结构与晶轴空间取向方面的研究鲜见报道.本研究分别使用SHG光谱与SHG显微成像方法研究了CdS纳米线空间取向问题.首先,基于全光学分析方法从实验上和理论上研究了硫化镉(CdS)纳米线SHG光谱强度随入射光偏振方向变化的规律,并详细分析了晶轴方位角γ,ω,φ对CdS纳米线SHG花型图的影响.其次,通过理论计算与实验测量结果相互验证,成功确定了单根CdS纳米线的3个晶轴取向.最后,利用偏振相关的SHG显微成像方法研究了单根CdS纳米线的空间取向,发现单根CdS纳米线不同部位具有不同的SHG响应.研究结果为SHG光谱与显微成像在纳米材料空间高精度定位研究提供了新的思路与重要参考,并为纳米材料在生物医学方面的潜在应用提供了重要启示.

共线反射式二次谐波实验中二阶非线性极化率的定量测定

偏振二次谐波是一种广泛使用的对称性表征技术.然而,在共线反射式实验构型中,光路中必不可少的分束器会导致基频光和倍频光的偏振状态经透射或反射后发生改变,从而导致二次谐波信号的偏振态发生畸变,进而影响二阶非线性极化率的定量测定本文提出了一种基于菲涅尔系数的数据校正方法来解决这个问题,从而实现归一化二阶非线性极化率的定量测定,进一步通过理论模拟和实验证明了该方法的有效性和通用性.

金属开口环谐振器超构分子中二次谐波偏振态的调控

采用有限元法研究了由两个共振在基波处的金属开口环谐振器组成的立体“超构分子”中的二次谐波产生特性.通过改变立体“超构分子”中两个金属开口环谐振器之间的相对取向角度,使得在基波处共振的模式耦合发生变化,从而调控了二次谐波中两个正交分量之间的振幅比和相位差,获得了具有不同偏振态的二次谐波辐射.

铌酸锂晶体倍频光偏振态的理论分析

经过铌酸锂晶体倍频后的输出光,其各向异性因离散角较小,在较短的晶体中两个偏振光并不完全分离,所以仍然存在偏振态问题。从晶体的主轴坐标系出发,得到了任意通光方向的铌酸锂晶体(LN)的二阶非线性电极化系数矩阵和倍频光偏振态的表达式。对1064 nm基频o光产生的倍频光偏振态进行了仿真计算,结果表明:在庞加莱球上,波矢与光轴的夹角γ保持不变而改变波矢方位角θ时,倍频光偏振态将随波矢方位角θ变化而在S_(2)S_(3)平面上旋转,其旋转轴由夹角γ所决定,但旋转角呈现非线性变化且与起点有关。倍频光偏振态对夹角γ敏感,保持θ不变而改变γ时偏振态呈现与θ取值有关的周期性变化。该理论研究成果可为全面研究倍频偏振光的偏振特性及应用提供理论依据。

偏振分光镜传输系数不等对非线性误差的影响

为了减小激光外差干涉非线性误差,必须考虑偏振分光镜透过率和反射率不等对非线性误差的影响。通过分析两臂透过率与反射率不等对测量信号的影响,推导出两臂反射率与透过率不等对激光外差干涉非线性误差一次谐波和二次谐波影响的理论模型。仿真结果表明,透过率与反射率不等将严重的影响非线性误差一次谐波的大小,当反射率为1而透射率由1变为0.85时,其非线性误差由0.56nm增加到2.03nm,同时非线性误差只是一次谐波和二次谐波的简单叠加。仿真结果表明调整偏振分光镜的旋转角度误差能够有效的消除两臂透过率与反射率不等对非线性误差的影响。为进一步指导调整减小或消除非线性误差提供了理论依据。

偏振分光镜旋转角度误差的确定

偏振分光镜存在旋转角度误差是引起激光外差干涉非线性误差的来源之一.提出了一种确定激光外差干涉偏振分光镜旋转角度误差的方法.通过分析偏振分光镜旋转角度误差在其它条件下对激光外差干涉非线性误差的影响,得出偏振分光镜存在的旋转角度误差将极大地增加非线性误差的一次谐波,但改变二次谐波很小.对光电接收器输出信号进行频谱分析,分离出激光外差干涉非线性误差的一次谐波和二次谐波,通过测量非线性误差二次谐波相对测量信号的大小,通过应用非线性误差二次谐波幅度比值与偏振分光镜旋转角度误差之间的模型,确定偏振分光镜旋转角度误差.实验结果表明,应用该方法能够得到偏振分光镜的旋转角度误差,从而为调整偏振分光镜提供了实验依据.

二次谐波产生的非线性相移的解析研究

给出一种分析二阶非线性级联效应的解析方法 ,对Ⅱ型二次谐波产生的非线性级联效应进行了详细的理论研究和分析。结果表明当倍频晶体中正交输入两个振幅不相等的基波分量时 ,在近相位匹配下二阶非线性级联效应能够产生大的相移。利用本文的解析方法可以对任意二阶非线性相移产生的过程进行优化 ,从而以最小的需求输入功率来获得特定的相移。还对由非线性相移诱导的且与光强有关的偏振旋转效应和一种基于偏振旋转效应的全光偏振开关进行了分析和讨论。本文的结果对于建立一种基于Ⅱ型倍频晶体中非线性相移诱导偏振旋转效应的新全固化被动锁模飞秒激光装置具有十分重要的意义。

银表面光学二次谐波参数的研究

本文测量了几种玻璃-银膜界面反射二次谐波随入射光偏振角的变化,测量了超高真空中多晶银基底上冷凝银膜表面退火前后的反射二次谐波,以及超高真空中纯度为99.99%多晶银表面的反射二次谐波,计算了垂直和平行表面谐波电流参数a、b,得到对棱镜-银界面b=-0.97;α=2.1,多晶银表面α=-9,冷凝银膜退火前后α分别为7和-5.结果表明.α对表面状况极为敏感.

偏振分光镜分光性能非理想对激光外差干涉非线性误差的影响

为了减小激光外差干涉纳米测量的非线性误差,必须明确偏振分光镜(PBS)分光性能非理想对非线性误差的影响机制.推导出非理想情况下偏振分光镜透射率和反射率的激光外差干涉非线性误差模型,建立了偏振分光镜分光性能非理想对非线性误差二次谐波的影响模型.仿真结果表明,偏振分光镜的透射率和反射率非理想对非线性误差的影响为一次谐波,且偏振分光镜分光性能越差,其对非线性误差的影响也越大.在偏振分光镜反射率为0.90的情况下,偏振分光镜透射率从1减小到0.90时,非线性误差由0.62 nm增大到1.24 nm.当存在偏振分光镜旋转角度误差时,偏振分光镜分光性能非理想引起的非线性误差不增加二次谐波分量,但增大了非线性误差一次谐波分量,严重影响非线性误差的大小.当偏振分光镜旋转角度误差为5°时,偏振分光镜透射率从1变为0.90,非线性误差从0.39 nm增大到1.41 nm.

光学薄膜参数、测试及设备

O484.5 96063845金、铜、铂、银表面光学二次谐波参数的研究=Studies on the surface phenomenological parameterwith optical SHG from gold,copper,platinum and silver[刊,中]/雷洁,于群力,李祥生,张良民,苟增光(陕西师范大学物理系.陕西,西安(710062))//光子学报.-1995,24(4).-305-309以1.06μm激光为基频光,测量了金、铜、铂、银膜的反射二次谐波随基频光偏振角的变化,在b=-1的条件下拟合求得了这几种样品面谐波电流的唯象参数"α"值。图4参6(严兰)

频率扫描干涉中参考干涉仪的非线性误差分析

针对频率扫描激光干涉测距系统的参考干涉仪中存在的大量光学元件会产生非线性误差,本文基于偏振分光镜(PBS)的非理想分光性能分析了非线性误差的产生机制,推导出PBS非理想分光性能条件下的非线性误差模型,并提出了消除非线性误差的改进方法。利用MATLAB进行建模仿真表明,PBS非理想透射率和反射率对非线性误差的影响为二次谐波,透射率和反射率相差越大,非线性误差越大,当二者值相等时非线性误差大幅减小。当PBS反射率为0.90且透射率为0.97时,用传统的正交检测方法产生最大为383.3 kHz的非线性误差,而采用本文提出的方法只存在5.3 kHz的线性误差。