大角度高消光比偏振分光镜的设计

偏振分光镜作为核心光学元件,在液晶显示和投影系统中得到广泛应用。其性能的优劣直接影响图像的质量和光能的利用率,其中,光源的入射角度对偏振分光镜的性能影响很大。依据偏振分光镜的设计原理,对倾斜入射时S、P分量的反射带宽展开研究,通过对偏振分光镜影响因素的分析,针对大角度入射的问题,选取与基底匹配的高低折射率材料,并采用针插法改变等效折射率和相位,设计并制备了偏振分光镜,实现440~650 nm范围内,光源为平行光时,消光比大于1000∶1,且光源的发散角度在-10°~+10°范围内,S光平均反射率小于1%,P光平均透过率大于80%。

薄膜偏振分光镜的研究

概述薄膜偏振分光镜的研究现状及其主要特点,重点分析薄膜偏振分光镜的设计原理,并利用等效折射率的方法计算中心波长的反射率。

薄膜偏振分光镜的优化设计与实验

采用矩阵法推导了规整膜系的等效导纳并计算出中心波长的反射率,重点分析了P偏振光的有效导纳与折射率之间的关系,说明了膜系对高、低折射率的灵敏度是不同的;给出了设计薄膜偏振分光镜需满足的公式组,突破了Mac Neille公式的限制;介绍了调节有效导纳值的膜层置换法,可有效抑制P光的反射峰。模拟与实验结果表明,在170 nm范围内,消光比大于1 000:1。

光学平板偏振分光镜对称膜系的优化设计

提出一种用于优化设计对称膜系光学偏振膜的新算法。所设计膜系能保证在较宽的工作带宽内有高的消光比 ( >1 0 0 0 ) ;而且膜系结构简单 ,设计灵活 ,镀制该偏振膜容易实现。

红外区二维光子晶体偏振分光镜透射谱分析

采用时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)法模拟了垂直入射红外波段二维光子晶体偏振分光镜的透射谱,从而验证了用平面波展开方法计算的二维光子晶体能带结构.用电子束蒸发方法在光栅基板上制备了Ge/BaF2多层膜,实现了二维光子晶体偏振分光镜.实验初步证明了这种光子晶体在垂直入射时具有偏振特性,分析了实验结果与理论计算之间偏差的产生原因.

宽波长宽角度消偏振分光镜设计

简要介绍K9玻璃棱镜中用金属介质膜系实现宽波长宽角度消偏振的设计 ,设计波长为 4 2 0～ 6 80nm ,空气中的入射角变化范围为± 8° ,膜系的透过率T和反射率R的平均偏离约为 2 .5 % ,S偏振分量和P偏振分量的平均偏离约为 1%。

外差干涉仪中偏振分光镜对测量精度的影响

为了提高激光外差干涉的测量精度，必须明确偏振分光镜（PBS）对激光外差干涉测量精度的影响。基于激光外差干涉非线性误差产生机理，建立了PBS对非线性误差一次谐波和二次谐波的综合影响模型。理论分析表明，选用偏振透射率稍弱、偏振反射率强的PBS有利于减小非线性误差。在激光器出射的两激光束存在5°非正交误差情况下，当PBS的反射率理想时，透射率从1减小到0．90，非线性误差由4．41nm减小到4．19nm。同时，通过调整旋转角度可以补偿非线性误差一次谐波。在PBS存在5°旋转角度误差情况下，当PBS的反射率理想时，PBS的透射率从1减小为0．90，非线性误差一次谐波从4．41nm减小到2．56nm。

非偏振分光镜对干涉式椭偏仪测量精度的影响

提出了一种新型激光外差干涉椭偏测量术用于实现纳米级精度的薄膜厚度测量。采用偏振光p和s分量透射比、反射比、反射相移、透射相移共同表征非偏振分光镜(NPBS)的退偏效应,建立了相应的误差模型,从而研究了多层介质膜NPBS的退偏效应和方位角对椭偏参数误差的影响。研究结果表明,由环境温度、入射角和光束偏振态的变化引起的NPBS退偏参数的漂移对椭偏测量精度影响很大,且无法通过标定来降低。为实现纳米级测量精度,NPBS的对准误差需要控制在0.1°以内。相对而言,用于合光的NPBS方位角误差对测量精度影响较大,NPBS所导致的膜厚测量总误差约为1.8～2.5nm,说明NPBS是马赫曾德尔干涉式椭偏仪的一个不可忽视的误差源。

宽波长宽角度偏振分光镜设计

简要介绍Ｋ９ 玻璃棱镜上宽波长宽角度偏振镜的设计，设计波长为４２０～６８０ｎｍ ，空气中的入射角变化范围为±４．

二维光子晶体偏振分光镜

简要介绍光栅为基板的用Si/SiO2膜系实现中心波长为1.5μm二维光子晶体全角度偏振分光镜的设计,此设计方法使二维光子晶体的制作简单。设计波长为1.37μm～1.76μm,理论上相对带宽为32.8%。利用二维光子晶体的带隙效应设计偏振分光镜,理论上是全角度偏振分光镜。

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。

基于两级偏振分光镜的量子信令纯化方案

为解决量子信令在远距离传输过程中的纯化中继问题,提出了基于两级偏振分光镜的纠缠纯化方案。采用三个偏振分光镜构建方案,第一级含一个偏振分光镜,第二级有两个偏振分光镜,让混合态的量子信令纠缠态通过两级偏振分光镜后,会产生一对新的纠缠态,继而用新的纠缠态来替代原来的混合态,最终实现纯化的目的。对每一种输入态进行分析验证,结果表明,所提出的纠缠纯化方案可以有效地实现量子信令的纯化,具有很好的应用性和操作性。该方案的研究对未来量子通信中信令的传输具有一定的技术参考作用。

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.

应用于投影显示系统的偏振分光镜的设计和制备

讨论了应用于投影显示系统的满足宽光谱范围、大的入射角、高的消光比的偏振分光镜的设计和制备。提出了一种偏振分光镜的新的设计方法 :采用多对迈克尼尔对组合来满足宽入射角范围的要求 ,采用多个中心波长不同的λ 4膜堆来满足宽光谱范围。设计的偏振分光镜在 42 0nm～ 6 70nm的波段范围内 ,在 41.34°～ 48.6 6°的入射角范围内 ,达到p偏振光的平均透过率大于 85 % ,p偏振光的平均透过率与s光的平均透过率之比大于 10 0 0。

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.

光子晶体偏振分光镜的优化设计

提出了一种二维光子晶体偏振分光镜的设计方法 ,介绍了光栅基板上用Ge BaF2 多层膜实现二维光子晶体偏振分光镜的优化设计 .结果表明 ,TE模式的光子禁带宽度为 0 . 0 83(2πc a ,a是光栅的周期 ) ,设计的偏振波长从1 .72 μm到 2 . 4 μm ,相对带宽为 33 .1% .此光子晶体偏振器件制作简单 ,具有实用性 .

非偏振分光镜对外差干涉仪非线性误差的影响

除了激光源、偏振分光镜(PBS)和波片等偏振器件之外,非偏振分光镜(NPBS)也是外差干涉仪中重要的非线性误差源。研究了多层介质膜NPBS的退偏效应和方位角对非线性误差的影响。采用p、s分量透射比、反射比、反射相移和透射相移共同表征NPBS的退偏效应,并逐项分析了其非线性误差模型。如果入射光束为理想线偏振光,则只有NPBS的反射相移和透射相移影响测量精度。如果入射光束存在偏振椭圆化和非正交,则NPBS的方位角、透射比和反射比、相移等参数的变化都会引入非线性误差,误差曲线的斜率受椭圆率和非正交角的影响。因此选用不同的激光源,同一个NPBS产生的非线性误差大小不同,一般可达几个纳米量级。为了实现纳米/亚纳米级精度的外差干涉测量,选择性能稳定的NPBS,特别是NPBS退偏效应与激光源输出偏振态之间的匹配非常重要。

近紫外区宽角度消偏振平板分光镜

简要介绍K9玻璃为基板的用金属 介质膜系实现近紫外区宽角度消偏振平板分光镜的设计 ,设计波长为 36 0～ 4 80nm ,空气中的入射角变化范围为 4 5°± 6° ,膜系的反射率R和透过率T的之比的平均值为 6 3.6 % ,总损耗约为 10 % ,S偏振分量和P偏振分量的平均偏离约为 1%

宽角度宽波长偏振分光膜系的设计研究

详细讨论在高折射率玻璃棱镜上实现宽角度宽波长偏振分光的膜系设计,设计波长为 420-680nm,在空气中的入射角变化范围达到18．5°,是3种薄膜材料实现的偏振分光设计中 角度最宽的。