电光与磁光调制实验中倍频法测量的剖析与改进

针对近代光学实验中两个常设实验—电光调制与磁光调制中的倍频方法作了深入计算,剖析了实验方法中倍频现象发生的本质,建立了两个实验的有机联系。通过在电光调制实验中加入倍频方法,并设计了李萨如图方法的改进思路,使实验精度进一步提高,现象更为直观。利用数值仿真对倍频法的波形与李萨如图测量作了半定量的精度计算。提出了实验安排的合理建议以优化课程结构,丰富课程内涵,加深学生对实验现象的理解。

利用磁光调制实现方位角垂直传递

本文详述了一种可以实现无机械连接的方位角垂直传递技术 ,并进行了精度分析 .这种方法利用了偏振光的物理特性 ,从原理上突破了国内瞄准技术的局限 ,并采用磁光调制技术提高检测精度 .演示装置的对准重复精度达到 3 σ≤ 1 0″

磁光调制法测量玻璃内应力

提出了一种基于磁光调制法测量玻璃内应力方向和大小的方法,并建立了基于磁光调制的内应力测量系统。首先,采用光线追迹的方法,根据偏振光的琼斯矩阵描述方式推导了系统的测量模型;采用磁光调制器,对信号光束进行正弦交变的磁光调制,将直接测量光强信号改为测量频率信号,提高了测量准确度;采用磁旋光器,消除了人为操作引起的误差,并通过控制旋光器外加线圈驱动电流的大小,改变调制信号光偏振方向的旋转角度;最后,对待测样品进行了多次旋转测量。测量结果显示,本方法对玻璃内应力方向的测量准确度为5″,对应力双折射的测量准确度为0.3nm/cm。得到的结果验证了该方法的有效性和稳定性,显示系统具有稳定性高、准确度高、容易实现工程化等特点。

无机械连接方位角测量系统中磁光调制的温度适应性研究

在无机械连接的方位角测量系统的研制中 ,通过对磁光材料的特性及磁旋光温漂的成因分析 ,采用直接读出解调和方位随动测角的方法 ,有效的降低了由Verdet常数变化引起的磁旋光漂移导致的方位失调角变化 使得系统可以在无需补偿和预热的情况下实时测量 ,方位测角精度 3δ小于 5″

磁光调制的模拟与特性分析

目的对正弦波、三角波、锯齿波和方波磁光调制的调制特性进行分析。方法结合利萨如图形法对磁光调制进行计算机模拟。结果根据模拟得到的输出波形和利萨如图形,分析了这4种磁光调制的有关特性。结论方波磁光调制具有较大的应用潜力。

正弦波与方波磁光调制的比较分析

基于正弦波磁光调制原理,同时利用利萨如图形方法,对正弦波磁光调制和方波磁光调制进行了计算机模拟.模拟结果表明,正弦波磁光调制具有磁光调制原理所描述的基本特性,并且其偏振角度检测准确度可达到0.001°;而方波磁光调制具有更好的应用特性,不存在波形失真问题,其θr0取值不受小角度条件的限制,其偏振角度检测准确度可高于0.001°.对两种磁光调制进行的时比性实验研究,进一步支持了以上结论,表明方波磁光调制无论用于信号调制或用于偏振角度检测都具有独特的优势.另外,在实验中发现了两种磁光调制的限幅效应,并时其形成的原因进行了初步分析.

基于正弦波磁光调制的空间方位失调角传递技术的改进

为了扩大基于正弦波磁光调制的方位传递系统的传递范围并提高传递精度,对传统的方位失调角传递方法进行了改进。在分析当前方位失调角传递原理的基础上,引入二倍角公式来扩大失调角的传递范围;通过分析失调角与磁光调制后光强信号中横坐标不变的极值点的关系,建立了失调角测量模型,并利用信号中极值点的对比细化了测量模型。提出了大角度查表和小角度近似逼近的方法,解决了测量模型中反正切函数的具体实现问题。仿真结果表明:失调角的理论传递范围明显扩大,精度较高;实验结果表明:实际的失调角可在-64～64°传递,传递误差在10"以内,优于当前方法。提出的方法可为大范围、高精度传递空间方位失调角提供参考。

方波磁光调制测量在航天器对接中的应用

为了精确测量航天器对接过程中最终逼近段航天器间的滚转角,设计了基于方波磁光调制的滚转角测量系统。利用法拉第磁致旋光效应并结合马吕斯定律,建立了方波磁光调制后输出信号的模型;通过分析输出信号的特点,推导了输出信号与滚转角之间的关系方程;利用滚转角变化过程中输出信号的增减性组合去除了方程的增根,最终得到了基于方波磁光调制的滚转角测量模型。仿真结果表明:文中提出的方法理论测量精度高,可测量-90～90°间的滚转角,优于传统方法。此外,利用方波信号调制具有数据采集简单、信号处理难度低等优势,是实现高精度大范围测量航天器间滚转角的一种新方案。

磁光调制法测量玻璃内应力（英文）

为了实现玻璃内应力的高精度测量,提出了一种磁光调制的新方法,建立了基于磁光调制的内应力测量系统。首先,根据偏振光的穆勒矩阵描述方式推导了该系统的测量模型,通过分离被测信号的直流、基频和各次谐波分量,并利用"归一化"的方法,消除了光强波动对测量结果的影响,并根据处理接收到的各信号分量得到玻璃内应力方向和应力双折射大小。通过测量玻璃的不同位置验证了该方法的有效性,内应力方向的测量精度为5″,应力双折射的测量精度低于0.5 nm/cm,且系统具有稳定性高、精度高等特点。

基于电光调制和磁光调制的组合光调制的研究

指出了组合光调制是利用电光调制和磁光调制进行的一种新的光调制方法 ,用矢量分析和矩阵分析 2种方法详细分析了在组合光调制中 2种不同的组合光调制方式 ,得出了这样的结论 :在不同的组合光调制方式中 ,输出的光强信号不同 ;其中电光调制在前磁光调制在后的组合光调制中 ,输出光强中有功率信息 。

磁光调制技术在光偏振微小旋转角精密测量中的应用

提供了一种实验装置 ,在光偏振微小旋转角的测量中 ,应用磁光调制技术 ,对薄膜样品的克尔效应、药物原料的旋光效应和化学试剂的费尔德常数进行了观测、测量 .其中在费尔德常数的测量中 ,精度达到了亚毫度的数量级 .详细介绍了该装置的工作原理 。

磁光调制器的热分析

本文用有限元法对磁光调制器的热特性和温度分布进行了计算分析，与实验测量结果比较，二者符合良好。基于理论计算，对旋光准直仪中的磁光调制器进行了改进，使开机后的预热时间缩短了６０％，磁光介质的温升降低了３０％。

基于磁光调制的多光谱目标识别系统的研究

基于特征光谱的目标识别技术具有检出能力强,可分辨目标种类等优点,但也存在一定的问题,即需要事先获取背景光谱作为先验知识且要求背景光谱随时间的变化较小。由此限制了其在新环境、复杂环境中实时目标识别方面的应用。设计了一种采用磁光调制配合特征光谱分析的技术手段,使目标识别过程中无需事先获取背景谱,从而实现了一次采集获取被测目标信息的功能,相比传统的目标检测方法而言,对战场的适应能力更强,具有较好的实用意义。同时,磁光调制技术有效地抑制了背景杂散光的干扰,从而提高了目标识别概率。由于磁光调制提供了目标光谱的累加迭代信息,故即使未知背景光谱或者背景光谱变化较大时,也可以通过目标光谱的迭代信息大幅提高目标识别率。针对不同被测目标的回波光强与背景光强值进行实验分析,结果显示,三种目标对调制线偏振光的反射能力明显强于背景。采用伪装色的被测目标对可见光成像目标识别影响很大,而调制偏振型系统仍能很好地识别目标。在此基础上,对0.5~2km范围内的目标进行多特征波长目标种类识别。采用三个特征波长时,目标识别概率在2km左右明显降低,采用四个或五个特征波长位置时,可以实现95.0%以上的目标识别概率,同时为了降低运算量提高系统的实时检测能力,最终采用四个特征波长。

磁光调制法测量高双折射光纤拍长的灵敏度分析

基于法拉第磁光效应,研究在光纤拍长磁光调制法测试系统中,对于给定的磁隙宽度和磁场强度,起偏方式与检偏方式对拍长测试灵敏度的影响.通过理论分析发现,除了目前通常采用的线偏振光沿光纤双折射主轴注入结合渥拉斯顿棱镜45°检偏的测试方式之外,另有两种测试方式也可以得到最大灵敏度,一种是线偏振光45°注入结合渥拉斯顿棱镜沿轴检偏,另一种是圆偏振光注入结合渥拉斯顿棱镜沿轴检偏.最后一种实验方式不需要在入射端精确定位光纤的双折射主轴方向,能简化实验过程,避免角度调节引入的测量误差.

磁光调制锁相椭偏仪与多层磁光薄膜测试系统

磁光调制锁相椭偏仪采用交流法拉第磁光调制及相敏检波来检测消光点 ,具有抗干扰能力强 ,角分辨能力高等优点。本文采用了自制的关键部件 :“高线性法拉第磁光调制器”与反馈电路来寻找消光点 ,实现了小角度偏转数字显示 ,具有速度快 ,准确性高的特点 ,而且使国产椭偏仪的角分辨由 0 .1°提高至 0 .0 1°,达到国外消光椭偏仪的水平。而且该椭偏仪的研制成功对国产磁光盘质量提高具有极大的促进作用。

关于磁光调制倍频法的讨论和改进

从理论上证明了磁光调制倍频的原理,着重论述了调制幅度对实验波形的影响,证明了为得到理想的结果,应将调制幅度0θ控制在π/4处.根据磁光调制倍频法的工作原理,分别给出了磁光调制器和测量光路的一种变形,通过改进,利用法拉第效应的非互易性,旋转角变为了原来的2倍.

偏振保持光纤拍长的磁光调制法测量

叙述了利用磁光调制法测量偏振保持光纤拍长的基本原理，介绍了建立的测试系统和方法。

石榴石单晶薄膜磁光调制器

本磁光调制器采用(Bi,Tm)_3(Fe,Ga)_5O_(12)和(Bi,Pr,Gd,Yb)_3(Fe,Al)_5O_(12)单晶薄膜作为磁光介质,膜厚2～10μm。调制波长范围0.55～2.5μm,调制频率2Hz～160KHz,调制度0.2～0.7。最小调制功率(f=1KHz)约20mW。经光学测量系统和仪器中试用,其效果良好。

磁光调制器兼作补偿器的结构设计

本文提出了一种磁光调制器兼作补偿器设计的结构参数选取原则，在低功耗、大测量范围的前提下，获得高测量准确度。结果表明，即使没有冷却系统，也不存在明显的温升。该设计方法具有简易、小型、低功耗、低成本等优点。

铋镨铁铝石榴石单晶薄膜的激光磁光调制

我们用中国科学院上海冶金研究所研制的一种新型的磁光材料——铋镨铁铝石榴石单晶薄膜作了磁光调制实验和其他性能测试。实验结果表明，用它实现磁光调制，简单易行，值到推广。