利用光子晶体实现位相延迟的讨论

为了设计制造新型的位相延迟器,利用1维光子晶体的特性,在折射率为1.52的玻璃上,镀制了由硫化锌(ZnS)与冰晶石(Na 3AlF 6)构成的多周期二次元一维光子晶体,进行了数值模拟计算及理论分析。结果表明,在带隙范围内,1维光子晶体的等效折射率是虚等效折射率;在斜入射时,带隙内的p光和s光的反射光各自位相增加,出现位相延迟,其偏振态发生改变,由线偏振光变为椭圆(圆)偏振光;在发生全反射时,光疏媒质的等效折射率是虚等效折射率;反射光出现位相增加,产生位相延迟,其偏振态发生改变,由线偏振光变为椭圆(圆)偏振光。该延迟器可以改变光的传播方向,改变偏振态的位相,克服了薄膜λ/4波片的缺陷。

延迟位相在大功率CO_2多模激光束传输与聚焦中的重要性

采用激光光束的延迟位相分析法,研究了大功率CO_2激光束传输与聚焦时光束横截面的大小和光强分布的变换规律。采用大功率激光束光斑质量诊断仪测量了TLP6000型CO_2激光束在不同位置处横截面的大小和光强分布,理论分析与实际测量结果相吻合。根据延迟位相分析法,设计了在焦点附近获得最小的光强起伏变化的光学变换系统。

几种波片位相延迟测量方法的比较

建立了用于波片位相延迟测量的高精度多功能测试系统,实现了在同一测试系统上应用不同的测试方法,使测试具有可比性。对光谱扫描法、Soleil补偿器法及两种光强法进行了比较测量,并结合测试结果对各种方法进行了系统的误差分析。分析结果表明,对本测试系统而言,光谱扫描法适于测量λ/2波片,测量精度主要由单色仪的精度所决定,其误差<0.032%;Soleil补偿器法测量精度主要由Soleil补偿器精度决定,其误差<0.18%;光强法误差与待测波片的延迟量有关,且测试光路与偏振器的缺陷对测量精度影响较大。光谱扫描法与Soleil补偿器法测量λ/2波片的结果在误差范围内相符,光强法测量结果产生较大差异的原因来自光路、偏振器及方法本身的缺陷。实验结果为不同条件下选择最佳测量方法提供了参考依据。

波片位相延迟测量的双λ/4波片法

在对波片延迟量的测量中常因光源起伏影响测量精度,出现较大的测量误差,为了避开光源强度起伏的影响,提高系统的测量精度,减小测量误差,用两个标准λ/4波片与待测波片组合,使其满足一定条件等效为旋光器,搭建了一套测量系统,用角度测量替代对光强的直接测量。实验结果表明,该系统可有效避免光源强度起伏对测量结果的影响,测量精度可达0.5°。与传统测量方法相比,该测量系统具有构造简单,不受光源起伏影响,以及测量精度高等特点,是一种便捷有效的测量方法。

旋光法测量波片位相延迟量

在对波片延迟量的测量中常因光源起伏影响测量精度,出现较大的测量误差.为了避开光源强度起伏的影响,提高系统的测量精度,减小测量误差,作者用两个标准λ/4波片与待测波片组合,使其满足一定条件等效为旋光器,搭建了一套测量系统,用角度测量替代对光强的直接测量.实验表明,该系统可有效避免光源强度起伏对测量结果的影响,测量精度可达0.5°.与传统测量方法相比,该测量系统具有构造简单,不受光源起伏影响,以及测量精度高等特点,是一种便捷有效的测量方法.

波片位相延迟的精确测量

电光调制波用于波片位相延迟的精确测量,文中给出了其测量原理,并从偏光干涉角度对其进行了详细理论分析。对可能遇到的问题作了说明,作为实际应用,文中给出了一组任意波片的测试结果,对其进行了误差分析。

利用λ/4波片测定任意波片的位相延迟角

讨论了利用λ/4波片测定任意波片位相延迟角的原理 ,介绍了实验测定的方法。

波片位相延迟的精确测量

作为一种精确的测量方法:电光调制补偿法。文中给出了测量原理和详细理论分析。对可能遇到的问題作了说明,作为实际应用,文中给出了一组任意波片的测试结果并对其进行了误差分析。

COIL用薄膜90°位相延迟高反射镜的研制

随着氧碘化学激光器(COIL)输出功率的不断提高,传统的膜系设计已不能满足要求.在倍频膜系的设计基础上,优化设计出了激光45°入射时对1 315 nm和632.8 nm双波长高反(HR)并在1 315 nm处具有90°位相延迟的高反射镜,其基底材料为融石英,高折射率材料为ZrO2,低折射率材料为SiO2.然后,采用电子束蒸发手段制备了口径为200mm的高反射位相延迟镜.最后对该延迟镜的性能进行了测试,结果表明:对632.8 nm波长的反射率大于等于95.0%,对1 315 nm波长的反射率大于等于99.8%,位相延迟在90.235°～95.586°范围内.

薄膜位相延迟器的研究

光学薄膜在倾斜入射时可等效为一线偏振器和一位相延迟器,这一特性可以用琼斯算法进行描述。利用薄膜的这一特性可以消除光学系统中不想要的偏振效应以保持光的偏振状态,也可以用来制作薄膜位相延迟片。首先介绍了薄膜偏振特性分析的琼斯矩阵理论,并结合90°束旋转环行非稳腔中倒向波的抑制,对薄膜位相延迟器的应用进行了举例说明,最后利用TFCalc3.5薄膜设计软件优化设计出了45°入射时,在1315nm处具有90°位相延迟的全介质薄膜位相延迟器。

基于激光回馈的波片在盘位相延迟测量系统

利用激光回馈测量波片相位延迟精度高的优越性,以激光回馈技术为基础,实现光学波片的在盘测量,即在加工过程中,波片光胶于光胶盘的状态下测量波片位相延迟,以提高波片生产效率和成品率。采用凹面镜作为回馈镜以提高回馈信号调制深度,对激光回馈内、外腔长进行稳定,提高了系统可靠性;研究了波片与光胶盘光胶对波片测量的影响,提出并验证了在光胶盘上开孔,在打孔的光胶盘上光胶、加工、测量波片的新工艺,最终实现了波片在盘测量,测量长期重复性优于1°,经过激光频率分裂系统校正后,系统精度优于0.5°。

金属镜面反射产生位相延迟的基本理论

本文详细地论述了金属镜面反射式位相延迟器的工作原理,提出了多次组合反射产生任意角度位相延迟的设计方案,并且推导出Ag—Ge—银厚膜—锗介质薄膜系统产生λ/2和λ/4位相延迟所要蒸镀锗薄膜厚度的解析解。

大功率CO_2激光器薄膜λ/4波片的制备及薄膜位相延迟的初步研究

作为光束均值器,λ/4波片是大功率CO_2激光加工机中的关键部件。多层膜反射镜(包括内反射和外反射),在倾斜入射时,两个偏振分量会产生不同的相移,因此可用计算机优化设计出特定位相差的膜系。本文的目的是设计10.6μm的90°相位膜,它的作用就象四分之一波片。与传统的波片相比,它的优点是可以适用于任何波长,具有高的位相精度和大的孔径。文中提出了两种设计方法,并报告了制备技术、实验结果及误差分析。

10.6μm薄膜90°位相延迟片椭偏参数侧量方法的研究

本文在旋转检偏器式椭偏仪原理的基础上,通过分析影响椭偏参数Ψ、Δ测量精度的主要因素,提出改进的测量方法,从理论上给出提高Ψ、Δ测量精度的途径,并得出了一些有价值的结论。

波晶片位相延迟的测量研究

以1/2入波晶片为例,研究偏振光垂直入射到波晶片上所产生的位相延迟与出射光光强极大和极小(消光)的关系,并对实际测量进行讨论。

多级石英延迟器件相位延迟差研究

利用光在双折射晶体中传播遵循的规律 ,给出了斜入射光束在两个特殊截面 (光轴平行于入射面和光轴垂直于入射面 )上的相位延迟的计算公式和小角入射的近似处理。从理论上定量给出方位变化与延迟量变化的关系 ,从而为延迟器件的调整和正确使用提供理论依据。

透射式位相光栅矢量衍射特性的实验研究

实验研究了透射式全息位相光栅的矢量衍射特性,实验结果表明当光栅常数接近或小于入射波长时,等光强的P、S偏振光入射,其各级衍射光强明显不同.经分析得知这种偏振依赖是由两方面的因素引起:玻璃基底的影响和光栅本身的矢量衍射特性所致.用时域有限差分方法(FDTD)模拟了光与位相光栅的相互作用,结果表明光栅本身的偏振依赖是由矢量衍射中P、S偏振光在光栅中形成的相对位相延迟不同引起的.

位相光栅衍射图样识别算法研究

分析了位相光栅衍射图样的特点,提出了一种新的基于图像中心的区域识别算法:首先判断图像中心位置,然后扫描计算图像横向与纵向跨度,最后进行区域标记。通过实验将此算法和普适性的图像识别算法(索贝尔算子边缘识别、哈夫变换)进行结果对比,证明此算法运算速度快、识别结果准确,同时具备较强的抗噪声能力。此算法可一次性快速、准确测量位相光栅的各级衍射效率,尤其适合应用于大批量光栅的质量评价。

波片位相延迟的测量方法

用相位检测的方法,通过测量待测信号与参考信号的位相差来得到待测波片的位相延迟,与传统的方法相比,这种方法简化了测量设备和测量过程,测量的精度更加容易保证,并且能够测量任意位相延迟及任意波长下的波片。

基于激光回馈效应的液晶双折射特性测量

准确的双折射特性测量对于液晶的实际应用具有重要意义。研究了液晶材料的工作原理,以激光回馈效应为基础,搭建了各向异性外腔回馈双折射测量系统,对不同驱动电压下液晶的双折射特性进行测量。测量结果表明,各向异性外腔回馈双折射测量系统测量精度在0.3°之内;通过施加0~24V交流电压,液晶材料双折射率在2.74×10^(-1)~2.39×10^(-3)范围内变化,对应各向异性呈现出460°~5°的大范围位相延迟值。电压范围在0.7~2V时,电压-双折射率关系表现出较好的线性度,通过线性拟合对该范围内电压-双折射率关系进行计算,其线性度优于95.5%。液晶材料可以提供稳定的位相延迟,同一电压值下的位相延迟短期重复性优于0.52°,长期重复性优于4.5°。