可调谐磁性液体薄层双折射滤波器的可行性研究

采用经典振荡磁偶极子模型研究纳米磁性液体磁致双折射效应与磁场的关系,并基于双折射效应与磁场强度的关系,初步分析磁性液体薄层用于制作可调谐双折射滤波器的可行性。

基于液晶的可调谐太赫兹双折射滤波器的设计

液晶双折射滤波器具有室温下工作,调谐简单方便,带宽窄等优点。为了达到设计不同调谐范围和带宽的这种滤波器的目的,以满足实际应用的需要,扩大其应用范围,采用数值模拟的方法,进行参数计算和设计思路的总结,并设计了一套窄带输出的滤波器实例。结果表明,通过对影响滤波器调谐范围和输出带宽的关键参数的数值模拟和分析,为设计不同调谐范围的液晶双折射滤波器提供了依据;设计实例基本上满足预期的设计要求,调谐范围0.691~0.866 THz。

基于多模干涉滤波器和双折射滤波器的四波长可开关光纤激光器（英文）

设计了一种基于多模干涉滤波器和双折射滤波器的四波长可开关光纤激光器,理论分析了多模干涉滤波器和双折射滤波器及其级联结构的滤波特性.双折射滤波器能有效地抑制多模干涉滤波器的不规则边模.保偏掺铒光纤同时作为增益介质和滤波元件,优化多模光纤长度和保偏掺铒光纤长度保证了波长间隔的最佳匹配,级联滤波器的滤波周期为4.89nm.调节偏振控制器,光纤激光器实现了单波长、双波长、三波长以及四波长可开关激光输出,输出激光的边模抑制比均大于40dB,1h内波长波动均小于0.1nm.

Lyot型双折射滤波片在DF化学激光器中的应用研究

综合考虑调制深度、调谐率、自由光谱范围、走离角等各项因素,设计了一组Lyot型双折射滤波片,由三块厚度相同的白宝石晶体构成,每个滤波片厚度为9 mm,三块滤波片同光轴方向平行放置。为减小光在滤波片表面的反射损耗,光以布儒斯特角入射透过滤波片组。通过设计光轴与晶体表面的夹角为63°,绕其面法线旋转滤波片组,可以实现从3.6~4.3μm不同波长的可调谐输出。考虑到滤波片的加工误差和入射角度的调节偏差,分别对不同光轴倾角和入射角度进行了计算,可以通过旋转双折射滤波片组实现输出波长的校正。Lyot型双折射滤波片插入损耗小,使用简单,操作方便,有较好的调谐和选频作用,对于研究DF化学激光器众多谱线中的单支或者多支有着十分重要的意义。

径向双折射滤波器的超分辨性能研究

超分辨技术因其可以超越经典的衍射极限而为人们所熟知,并且在光存储和共焦扫描成像系统中有着广泛的应用。把由两个偏振器和一个圆对称的双折射元件组成的径向双折射滤波器引入超分辨技术,借助琼斯算法推导出其光瞳函数的表达式。由分析得出通过改变径向双折射滤波器中偏振器的偏振方向和双折射元件的主轴之间的夹角,即可实现光学系统的横向超分辨或轴向超分辨。同时对评价该器件超分辨性能的参量第一零点比、斯特尔比和旁瓣强度抑制比做了详细的讨论。该滤波器用于超分辨技术的优点在于其制作不涉及相位的变化而比较简单,且费用比较低。缺点是旁瓣能量过高,但可以通过采用共焦系统来抑制。

双折射滤波器光谱透射率函数的平坦化优化计算

对于双折射偏振光干涉滤波器 ,提出了一种产生平坦化光谱透射率函数的傅里叶级数对比的搜索方法 ,可在较大的通带和阻带范围内寻找到抖动很小时的所有可能的晶体偏转角度的数值解。给出了三块双折射晶体结构的抖动不大于 0 .1%时的晶体偏转角度的数值解 ,讨论了晶体偏角和厚度的变化对透射率函数波形的影响。

olc型双折射滤波器离轴消光比的研究

提出了一种 ˇSolc型双折射滤波器的离轴消光比的一般性计算方法 ,利用所得结果模拟出了 ˇSolc型双折射滤波器的锥光干涉图以及发散光积分消光比与波长和发散角的关系曲线 ,实验结果证实了理论推算的合理性。此外本方法也适用于计算各种类型双折射滤波器的离轴消光比。

双折射滤波器晶体片厚度精度与滤波性能的研究

为了对双折射滤波器中晶体片厚度需要达到的精度进行定量分析,根据双折射滤波器的滤波原理,引入了晶体片材料的双折射率色散,得出了晶体片的厚度偏差、相位延迟量偏差、目标波长移动量之间的关系,最后进行了模拟验证。结果表明,对于铌酸锂晶体制作的晶体片,材料的双折射率色散是不可忽略的,基于它得到的厚度精度是保证滤波器性能的必要条件,这些研究结论对于高性能双折射滤波器的实际制作有重要的参考价值。

双折射滤波片的优化参量

研究了双折射滤波片的滤波和调谐性质.利用矩阵方法和反射、透射系数,给出了波片两个界面的菲涅耳系数.利用相移公式和光线轨迹公式,由入射角和光轴方位角可计算波片精确的相移公式.将上述系数和这一波片的相移公式用于琼斯矩阵,得到透射率的本征矩阵.该矩阵的本征值即为波片的透射系数.由此,给出了波片的主要性质(特别是透射宽度),讨论了波片参量(入射角、方位角和厚度)对波片性质的影响.利用相移公式,讨论了波片的调谐性质,并给出了选择参量的最佳范围.对石英波片,最佳参量为:厚度约在1500～2000μm,方位角大于45°,循环系数r尽可能大.在激光器增益较大时,选择较小的入射角.

基于楔形Nd:YVO4/KTP双折射滤波的单频绿光激光器

通过研究双折射晶体Nd:YVO4的偏振特性,利用楔角为10°的Nd:YVO4激光晶体和倍频晶体KTP(磷酸钛氧钾)在绿光激光器中构造了一个新型双折射滤波器。理论分析了KTP晶体的长度、基频光在KTP中的入射角度和KTP的温度对双折射滤波器选频的影响。实验中使用长度为4.4,5,7 mm的KTP,采用V型腔结构,最后分别获得了90,120,104 mW的单频绿光。实验结果表明,由楔形Nd:YVO4和KTP构成的双折射滤波器成功实现了激光单纵模运转,且方法简单易行。当KTP晶体长度为5 mm时,测得楔形Nd:YVO4/KTP激光器的单纵模运转温度范围约为5℃。

基于热光系数互补的双折射光滤波器

设计出一种基于晶体材料热光系数互补的滤波器结构,以提高双折射光滤波器的温度稳定性。使用LiNbO3对YVO4进行补偿,根据光波两个正交偏振分量间产生恒定相位差的条件,优化晶体波片的厚度比,当温度和波长分别为20℃和1 550nm时,计算出YVO4和LiNbO3波片的最佳厚度比是6.54∶1。实验采用厚度分别为10mm和1.515mm的波片,结果表明温度在20±15℃变化时,双折射滤波器中心波长的最大偏移为0.087 5nm,满足光纤通信应用对波长稳定性的要求。

准连续染料激光器双折射滤波片的调谐特性

阐明了几种双折射滤波片在准连续染料激光器中的调谐特性，得到了适用于该类激光器单片双折射滤波片的性能参数．

扩展琼斯矩阵在研究Solc滤波器离轴消光比中的应用

根据广泛使用的双折射材料的性质以及滤波器入射角有限的特点,讨论了晶体中o光和e光的关系;根据光的折射定律,将光在晶体表面的折射效果表述为输入、输出折射率矩阵;建立了从入射面坐标系到晶体本征坐标系的坐标变换矩阵;推出了简化的扩展琼斯矩阵。整个过程物理思想清楚,每个矩阵表示的物理意义直观、明确,得到的结果简单,计算量小。用于Solc滤波器消光比的研究,给出了在任意入射角下计算多块晶片Solc滤波器传输特性的一般表达式,对Solc滤波器锥光干涉图作了数值模拟。适用于计算各种类型双折射滤波器的离轴消光比。

液晶可调偏振滤波的研究

利用晶体双折射制作的各种偏振干涉滤光片均可实现调谐,但早期的双折射滤波器大多是通过1/4波片的转动来调谐波长,或者利用电关晶体在电场的作用下双折射率Δn(=n_o-n_e)的变化来实现调谐。但这种可调谐的电光滤波器不仅调谐范围有限,制作比较困难,而且只能在完全平行的光束下工作,视场较小。因而其使用受到限制。

509 nm高功率宽调谐外腔面发射激光器

报道了一种高功率宽调谐外腔面发射绿光激光器,利用设计的1018 nm半导体增益芯片、折叠镜以及后端镜构成结构紧凑的V型腔,使用长度为10 mm的Ⅰ类相位匹配三硼酸锂(LiB_(3)O_(5),LBO)非线性频率变换晶体进行腔内倍频,实现了509 nm波长的高功率绿光输出.通过在腔内插入双折射滤波片(birefringent filter,BRF),可获得连续调谐的激光波长.当BRF厚度为1 mm时,基频激光和倍频绿光的波长调谐范围分别为47.1 nm和20.1 nm.可调谐绿光的最大输出功率为8.23 W,对应的倍频转换效率为68.2%,相应的从吸收泵浦光到倍频绿光的光-光转换效率为16.6%.

全固态561nm单谱线激光器研究

采用5 W激光二极管端面抽运Nd∶YAG晶体,通过设计合理的谐振腔膜系,再分别利用双折射滤波器和标准具获得单一谱线基频光,采用长度为10 mm的Ⅰ类临界相位匹配LBO晶体进行倍频,获得稳定的561 nm单谱线输出。理论分析了双折射滤波器和标准具抑制其他竞争谱线的过程,发现使用双折射滤波器可以获得更窄线宽的输出,而使用标准具获得的输出功率更高,理论与实验相符。在泵浦功率为4.8 W时,分别获得227 m W和254 m W的561 nm单谱线输出。斜效率分别为6%和6.68%。

45 nm宽带可连续调谐半导体薄片激光器

本文报道了一种宽带可连续调谐的半导体薄片激光器.增益芯片的有源区由满足谐振周期增益结构的InGaAs多量子阱构成,其荧光峰值波长位于965 nm附近.利用增益芯片量子阱的宽带特性,结合由高反射率外腔镜所构成的直线谐振腔,可保障激光器较低的损耗和较宽的调谐范围.在腔内插入不同厚度的双折射滤波片,可获得连续可调谐的激光波长输出.当双折射滤波片厚度为2 mm时,激光器的波长调谐范围为45 nm,最大输出功率为122 mW,X和Y方向的光束质量M^(2)因子分别为1.00和1.02.文章还对增益芯片面发射谱的温度特性和双折射滤波片对激光线宽的压窄作用进行了讨论.

561nm全固态低噪声激光器研究

利用激光二极管端面泵浦Nd∶YAG晶体,通过LBO非线性晶体腔内倍频,利用双折射滤波器进行选频,最终获得稳定的低噪声561 nm激光输出。LBO晶体尺寸为2 mm×2 mm×10 mm,采用Ⅰ类相位匹配切割。抽运功率为4.8W时,低噪声561 nm激光最大输出功率为70 m W,光-光转换效率为1.46%。作为对比,再利用布氏片进行选频,得到的561 nm激光的噪声高于利用双折射滤波器进行选频时的噪声,实验结果与理论分析一致。

基于复合腔的单纵模589nm激光器

介绍了一种LD泵浦Nd:YVO_4和Nd:YAG的单纵模589 nm激光器。1 064 nm与1 319 nm的基频光通过"L"型复合谐振腔获得同时振荡,通过Ⅱ类相位匹配切割的KTP晶体腔内和频以及由布鲁斯特片和KTP组成的双折射滤波器的选频,获得了单纵模589 nm连续激光器。利用琼斯矩阵方法分析了两个基频光的S偏振和P偏振光通过双折射滤波器时的损耗。结果表明:1 064 nm和1 319 nm次纵模的损耗分别比峰值透射率纵模的损耗大0.5%和2%以上。以此为基础,在实验上实现了一种单纵模589 nm激光器,其最大输出功率为58 mW,功率稳定性优于0.36%,线宽约为30 MHz。双折射滤波器方法对双波长振荡及和频激光器实现单纵模输出是一种有效的方法。