偏振无关的旋光双反射结构的实验研究

完成了偏振无关双旋光晶体双反射结构的实验研究.根据其偏振补偿特点对双旋光晶体双反射结构进行简化,提出了一种偏振无关的单旋光晶体双反射结构.实验表明,两种反射结构的偏振保持度均能达到99.97%以上.作为对比,分别测试了单个反射镜反射90和两个反射镜反射90时的输出光偏振态.该条件下,无保偏处理的反射镜的偏振保持度分别只有92.1%和76.2%.

基于多齿谐振光栅的偏振无关宽带反射镜的研究

主要探讨了一种基于多层多齿谐振光栅结构的高性能偏振无关反射镜。得益于TE和TM偏振光泄漏模谐振的共存及相互作用,该器件在1.65~1.72μm较宽的频谱范围内具有反射率大于97%、角度带宽约为24.6°、插入损耗小于0.25dB、偏振相关损耗小于0.18dB的优越性能。通过严格耦合波分析方法验证了此器件在现有工艺误差范围内具有较好的工艺容差性。

双旋光双反射结构的温度-辐射自稳定性原理和实验研究

推导了双旋光双反射结构的反射光偏振态方程,仿真了在环境影响下的反射光偏振态变化情况,发现双旋光双反射结构的偏振无关反射自稳定性.从温度和辐射两个方面实验验证了双旋光双反射结构的偏振无关反射自稳定性.实验结果表明,当温度在–45℃-85℃之间变化时,双旋光双反射结构反射光的平均偏振保持度都能够达到99.77%;当对光学元件进行400 Gy的辐照后,平均偏振保持度也能够达到99.35%.双旋光双反射结构能够在辐射和高低温环境的影响下依靠这种自稳定性保持较高的偏振无关反射能力,有可能成为星基光学通信系统保偏反射元件的新选择.

偏振无关多齿谐振光栅反射镜的参数分析

通过严格耦合波分析方法考察了宽带偏振无关多齿谐振光栅反射镜的工艺容差性。理论分析显示,在1.62~1.76μm波段范围内,当微纳谐振光栅的周期和厚度、调制形状、中间层厚度及缓冲层厚度等关键结构参数变化20nm时,其对器件反射谱的影响几乎可以忽略不计。该结果表明此结构在现有工艺误差范围内表现出比较好的工艺容差性,从而有利于该器件的加工制备。

旋光-双反射结构的光子偏振态误差分析

旋光-双反射结构能够利用反射镜自身的偏振特性,配合旋光晶体实现光子偏振态的自动补偿,以减小移动量子密钥分发系统中反射镜引入的量子误码率。而该结构要求两面反射镜偏振特性完全相同,旋光晶体能够实现90°的完美旋光。从反射镜不匹配和旋光晶体旋转角度不准确两个方面对旋光双反射结构的误差进行了分析。研究结果显示,选择折射率相对大的反射镜,并且保证旋光晶体之间和反射镜之间的差异尽可能小,可以保证输出偏振态的稳定。

基于旋光-双反射结构的星载量子密钥系统精跟踪镜研究

提出了一种适用于星载量子密钥分发的偏振无关精跟踪反射结构,反射结构利用旋光晶体和两面材质相同的反射镜实现偏振态的自动补偿。仿真结果显示,普通的反射镜对于偏振态的影响极大,从量子误码率上来看,折射率为1.52的单面精跟踪反射镜将引入40%左右的误码率。而旋光-双反射结构最大仅引入了0.25%的量子误码率,特别是在零偏转附近的量子误码率趋近于零。