基于Mueller矩阵的偏振抑制反光方法

针对利用主动光进行透窗探测所产生的反光问题,若仅依赖单偏振抑制反光,目标与背景之间对比度低,难以适用于强反射干扰下的目标透窗成像。而利用双偏振正交抑制反光,虽然对比度有所提高,但图像整体亮度较低,识别暗弱目标具有挑战性。本文以玻璃的镜面反光作为干扰对象,首先分析偏振抑制反光的能力,其次分析不同光源入射角下Mueller矩阵元素的变化规律,最后采用退偏图像来提高目标的显著性。结果表明,Mueller矩阵中M22和M33图像在灰度值的分布中明显不同于其他矩阵元素,通过M22和M33生成的退偏图像可有效区分目标与背景。该方法在保证图像整体亮度较高的同时,有效地提高了目标与背景之间的对比度,从而可应用于强反射干扰下的目标透窗成像以及暗弱目标的识别。

日光诱导叶绿素荧光超光谱探测仪偏振响应抑制与测试

为提高陆地生态系统碳监测卫星日光诱导叶绿素荧光超光谱探测仪(简称超光谱探测仪)植被荧光探测精度,需降低光学系统偏振灵敏度,即对超光谱探测仪偏振响应进行抑制。文章利用斯托克斯-穆勒体系对超光谱探测仪光学系统进行偏振特性分析,对前置光学系统引起的偏振响应进行理论分析,从而确定采用双巴比涅消偏器实现全光路消偏的方案;同时对偏振测试系统中主要误差源(即测试系统残余偏振度)的影响进行理论分析,建立了“积分球光源+扩束系统+偏振元件”的低残余偏振度的偏振测试系统,对超光谱探测仪偏振灵敏度进行了测试。测试结果表明,超光谱探测仪偏振度为0.65%,满足高精度植被荧光探测需求。

双折射光纤中偏振模色散的抑制

利用双折射光纤中孤子自捕获现象可以抑制偏振模色散 ,但这种抑制技术对传输参量有严格的限制 .本文提出在双折射光纤中周期性地改变快慢轴的方法来抑制偏振模色散 .研究发现 ,这种方法在一定程度上能有效地抑制偏振模色散 。

表面光栅垂直腔面发射激光器偏振特性研究

研究了表面光栅结构对垂直腔面发射激光器(VCSEL)的偏振控制作用。引入表面光栅后,对不同刻蚀深度下的偏振相关的镜面损耗进行了仿真,结果表明表面光栅刻蚀深度在44~130 nm范围内均可实现稳定偏振,具有较大的工艺容差。表面光栅VCSEL在基横模工作状态下偏振抑制比(Orthogonal Polarization Suppression Ratio, OPSR)超过20 dB,偏振光谱峰间偏振抑制比达到40 dB,且在多横模状态也实现了有效的偏振控制。为了进一步验证光栅对偏振控制的效果,制作了方向互相垂直的两种表面光栅,具有这两种方向光栅的VCSEL的OPSR均达20 dB以上。测试分析表明表面光栅是VCSEL实现稳定偏振的一种有效手段。

利用偏振光控制的光学转换新方法

报道了一种新的非相干 -相干光学转换方法 ,该方法利用了偏振光对含偶氮材料中自衍射的增强和抑制作用 ,所用样品为具有较大光致双折射 (δn=1 .3× 1 0 - 2 )的偶氮掺杂聚合物薄膜 .研究结果表明 ,当泵浦光偏振方向与两束记录光垂直 /平行时 ,衍射效率得到了极大的增强 /抑制 .

浑浊介质中偏振差分成像技术发展及展望(特邀)

在浑浊介质中进行光学成像时,由于受介质吸收与散射影响,目标信号被淹没在背景噪声中,导致图像的清晰度严重下降。利用光的偏振信息可显著提升浑浊介质中目标的探测能力,其中偏振差分作为代表性偏振成像技术,充分挖掘介质光与场景光的偏振特性差异对背向散射噪声实现偏振共模抑制。由于其系统结构简单、可移植性好、适用领域广泛、凸显边缘等优势备受关注。该技术不仅可以作为物理光学成像方法对水下浑浊环境、生物组织、大气雾霾散射环境中目标进行高对比度成像,还可作为光学传感器件抑制杂散光的有效手段,从提出至今已积累了大量优秀的研究成果,从偏振差分成像技术的基本原理出发,根据成像应用场景的不同从两方面介绍了该技术一系列最新的研究进展,并对偏振差分成像未来可能的发展方向进行了展望,期望为该领域的后续研究提供指引。

椭圆氧化孔径垂直腔面发射激光器的偏振特性

为了改善用于铷原子钟的795 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)的偏振稳定性,研究了不同氧化孔径和椭圆度对VCSEL偏振性能的影响。利用COMSOL Multiphysics的波动光学频域模块模拟了不同氧化孔径对有源区谐振光强的影响。结果表明,当氧化孔径为3.5~4.0μm时,有源区的谐振强度最高。采用可实时观察的湿法氧化系统,研究了氧化温度对氧化速率和氧化孔椭圆度的影响。随着注入电流的增加,三种不同椭圆氧化孔的VCSEL表现出不同的模式特性、偏振特性和偏振角旋转特性。测试结果表明,带有长轴径为3.7μm、椭圆度为1.7的椭圆氧化孔的VCSEL性能最佳。在85℃下,当注入电流为1.5 mA时,输出功率为0.86 mW,激光波长为795.4 nm,边模抑制比(SMSR)为43 dB,线宽为65 MHz,正交偏振抑制比(OPSR)为23.8 dB。在0.6~2.7 mA的范围内,VCSEL的主偏振方向保持不变。

新型APol-CSRZ-FSK调制格式的研究

结合了偏振调制、载波抑制归零码和频移键控的优点,提出了一种交替偏振频移键控载波抑制归零码(APol-CSRZ-FSK)调制技术,它可运用于40 Gbit/s光传输系统。利用APol-CSRZ-FSK调制技术实现了40 Gbit/s的长距离光传输的仿真,结果证明APol-CSRZ-FSK具有良好的传输性能,并且是未来WDM-PON或光标记交换网络的候选码型之一。