位相分辨偏振灵敏光学相干层析术:组织双折射特性的成像与定量分析(英文)

我们研制了一种基于光纤的位相分辨偏振灵敏光学相干层析成像系统。该系统中的偏振状态控制设置在参考臂而非光源臂上,因而使得光抵达样品的传输效率大大提高。鉴于光源的部分偏振性,入射于样品上的光含有任意偏振状态的分量,通过对参考光偏振状态的调制,就可相干地提取对应于入射光四种正交偏振状态并经样品后向散射的光信号。基于斯托克斯矢量夹角在无损光纤系统传输的变换不变性,我们能利用测量臂中光信号的斯托克斯参数来确定双折射样品深度分辨的位相延迟信息。利用所研制的偏振灵敏光学相干层析成像系统,不仅确认了韧带和软骨的双折射性质,而且定量分析了不同条件下韧带的双折射变化。研究结果表明:韧带松弛可使其双折射特性明显减弱,而韧带经拉伸后,其双折射特性的变化却不明显。

1.55μm波段低偏振灵敏度半导体光放大器

研制了１．５５μｍ 波段低偏振灵敏度的半导体光放大器（ＳＯＡ）．其有源区材料采用张应变和压应变交替排列的混合应变量子阱结构，由ＭＯＣＶＤ生长．张应变量子阱加强了ＴＭ 模式的增益，改善了ＳＯＡ 的偏振灵敏度．腔长为４００μｍ 的单端耦合ＳＯＡ，在１６０ｍ Ａ 偏置下，增益大于１６ｄＢ，偏振灵敏度约为１．８ｄＢ．

高隔离度光学环形器偏振灵敏度分析

本文在介绍一种光学环形器基本原理和结构的基础上，着重分析了影响该环形器偏振灵敏度的因素，给出了偏振灵敏度的数学表达式。实验研制的光学环形器的测试值与理论值吻合较好。

低偏振灵敏度行波半导体光放大器的实验研究

本文报导了一种具有低偏振灵敏度的行波半导体光放大器。通过有效地设计放大器的端面增透膜系，使得端面残余反射率低于１０－４，从而获得低于２ｄＢ的偏振灵敏度。

高分辨率偏振灵敏成像敏感器

热成像敏感器常常被用来搜索和识别目标。这些敏感器所获取的是目标的辐射强度。用热强度进行搜索和识别时有一个基本限制,即,热强度给出的是一种参数,而三维目标的表面取向是由两个角度确定的。热辐射偏振中常常含有与表面取向的这两个角度有关的信息。

对偏振灵敏的波纹状量子阱红外光电探测器列阵

本发明提供一种供红外摄像机和其它红外仪器使用的偏振灵敏红外探测器列阵,它由多个波纹状量子阱红外光电探测器元件组成。

低偏振超宽光谱分色膜设计与制备

可见/红外超宽光谱分色片是星载中分辨率光谱成像仪Ⅲ型光学系统中的重要光学薄膜器件。利用诱导透射原理,采用金属-介质膜系结构加非对称等效导纳匹配层,实现了45°入射时0.4~1.05μm光谱高效透射,1.35~13μm波段光谱高效反射,从而将入射光束分配到不同的光路。同时通过消偏振控制设计,获得了可见近红外波段低偏振灵敏度(LPS)。所研制的分色片可见近红外波段平均透射率大于85%,LPS小于4%;短波及长波红外波段平均反射率大于90%。

高衍射效率低偏振灵敏度全反射浸没光栅的设计

浸没光栅是星载温室气体监测成像光谱仪光学系统中的核心分光元件,能够实现更高的光谱分辨率和更紧凑的结构尺寸。推导了浸没光栅的色散率公式,并对比了采用浸没光栅和普通平面光栅时的光谱分辨率。针对温室气体O2-A带的探测需求,利用有限元计算方法开展了浸没光栅槽形结构的优化设计,得到了兼有高衍射效率和低偏振灵敏度的全反射型浸没光栅槽形参数,并分析了光栅结构参数和等效介质层的制造公差。设计结果表明,在750~770 nm波段范围内,该浸没光栅-1级平均衍射效率高于92%,偏振灵敏度低于1%。

低偏振灵敏度半导体光放大器

报道了基于混合应变量子阱材料的半导体光放大器 (SOA)。利用张应变量子阱加强了TM模的增益 ,使之接近TE模的增益 ,从而使SOA的偏振灵敏度大为降低。在 150mA的偏置下 ,获得了 2 4dB的小信号增益和 1dB的偏振灵敏度。

InP基应变补偿结构偏振不灵敏半导体光放大器制作的研究

为了制备偏振不灵敏的半导体光放大器 (SOA) ,将有源区设计为由 4个压应变、3个张应变阱层及晶格匹配的垒层InGaAsP交替组合而成的应变补偿结构。器件做成带有倾角的扇形脊形波导结构 ,避免了常规制作SOA的复杂工艺。对样品 3在 80～ 12 5mA电流范围内 ,获得了偏振灵敏度≤ 0 .6dB ,最小可达 0 .1dB ;较大的电流范围内FWHM值为 4 0nm。

宽带偏振不灵敏InGa As半导体光放大器

采用压应变InGaAs量子阱和张应变InGaAs准体材料交替混合的有源结构，研制了宽带偏振不灵敏的半导体光放大器．此放大器在100-250mA的工作电流范围内，获得了大于70nm的3dB光带宽；在0～250mA工作电流和3dB光带宽波长范围内，偏振灵敏度小于1dB．对于1．55μm的信号光，在200mA的注入电流下获得了15．6dB的光纤到光纤的增益、小于0．7dB的偏振灵敏度和4．2dBm的饱和输出功率．

1.55μm偏振不灵敏光放大器结构材料的生长

采用张应变量子阱结构,生长了光放大器材料。利用宽接触激光器TE和TM模的输出功率曲线判断并调整量子阱材料的应变量,得到了偏振灵敏度较低的光放大器结构。

渐变应变偏振不灵敏半导体光学放大器

采用渐变应变有源区结构 ,制备出偏振不灵敏半导体光学放大器 ,工作电流在 6 0～ 16 0mA范围内 ,其 3dB带宽范围不小于 35nm ,偏振不灵敏度小于 0 35dB ,自发发射出光功率为 0 18～ 3 9mW .

光学系统探测器上的辐照度的偏振分析

推导出了光学系统探测器上的辐照度误差与入射光以及光学系统的偏振特性之间关系的公式，分析了入射光以及光学系统的线偏振灵敏度对光学系统的探测器上的辐照度的影响，并计算了卡氏望远镜的探测器上的辐照度误差。

光学薄膜与系统的偏振控制

在先进遥感仪器的性能表征中,偏振灵敏度是很重要的性能指标之一,它在量化高精度遥感信息反演中非常重要。光学薄膜是仪器偏振灵敏度控制中非常重要的一种手段。基于薄膜光学的传输矩阵理论,根据偏振灵敏度控制要求开展了几类光学薄膜的设计、分析和研制工作,主要包括金属反射膜、介质-金属-介质分色膜、介质分色膜、增透膜和带通滤光膜等。给出了一些已研制光学薄膜的偏振灵敏度控制的实测结果和以此研制的遥感仪器的系统偏振灵敏度的控制情况。

光学系统像面强度的偏振分析

引入偏振像差矩阵的概念 ,描述光学系统的偏振像差 ,建立了光学系统的偏振像差矩阵和复振幅响应矩阵之间的关系 ,并推导出光学系统像面强度的分布函数和入射光的偏振度以及光学系统的平均线偏振灵敏度的成积成正比 .最后 ,以航天光学遥感器中常用的卡氏望远镜以及扫描系统为例 ,计算并分析了入射光的偏振度和光学系统的平均线偏振灵敏度对像面中心点强度的影响 .

航天遥感扫描系统的偏振分析

提出了航天遥感器扫描系统的偏振计算和分析方法，对航天遥感中通常采用的三种扫描系统进行偏振计算和分析，提出了扫描系统的新的设计方案。

海洋遥感偏振特性分布与偏振误差补偿方法

为了提高海洋水色卫星遥感的定量参数反演精度,确定入瞳处的偏振信号对传感器响应的影响逐渐受到重视。以Aqua-MODIS为例,分析了海洋卫星传感器大视场范围内的偏振特性分布,发现无论是大气程辐射还是考虑海表贡献的入瞳光,视场内偏振特性的变化与观测几何的变化密切相关。相比海表的偏振贡献而言,大气是偏振光的主要来源。在此基础上,研究了遥感器在不同偏振灵敏度条件下对入瞳处的偏振信号的响应以及由此引起的系统误差,发现只有当偏振灵敏度不超过2%时可以满足反演离水辐射产品的需要。提出了补偿大气偏振测量误差的方案,能够较好地提高卫星数据的利用率和遥感器的辐射测量精度。

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。

星载光学遥感系统偏振耦合误差分析与修正方法研究

星载遥感器偏振灵敏度带来的偏振测量误差会影响获取数据的准确性,该误差作为系统误差将直接影响到数据应用。文章采用矢量辐射传输模型模拟遥感器(以中等分辨率成像光谱仪为例)入瞳处信号偏振与遥感器偏振耦合特性,分析了遥感器偏振灵敏度分别为2%、5%、7%时,遥感系统的测量误差分布情况,发现偏振耦合误差直接影响获取数据的真实性和一致性,视场内满足要求的数据随着偏振灵敏度指标的提高而减少,甚至不足30%。提出了采用补偿大气偏振误差的方法,可部分消除遥感器偏振测量引入的误差。