用于机载激光雷达偏振通道增益比测量的1／2波片优化设计

利用平面平行板模型和晶体膜层理论,定量分析了偏振光通过1/2波片时偏振平行分量和偏振垂直分量透过率的比值与晶体厚度的关系,对用于机载激光雷达偏振通道增益比测量的1/2石英波片和1/2方解石波片的最佳加工厚度和合适的厚度加工区域进行了定量计算和探讨,指出了不适合加工的晶体厚度区域。回波信号的偏振化方向与1/2波片的光轴方向平行和垂直时分别测得的增益比值存在一定的差异,利用这两个增益比值反演得到的沙尘退偏振比,其最大相对误差在20%左右。

1/2波片对机载激光雷达偏振探测影响的研究

利用平面平行板模型和晶体膜层理论定量分析了1/2波片对机载激光雷达回波信号偏振探测的影响。计算结果表明:当入射光波长为532nm时,1/2石英波片对机载激光雷达回波信号平行分量与垂直分量透过率比值的影响幅度为0.82～1.196,1/2方解石波片对机载激光雷达回波信号的平行分量与垂直分量透过率比值的影响幅度为0.86～1.27;若用1/2石英波片测得的k=1.2,当考虑石英波片对五的影响时,则偏振探测两通道k的真实值应在1.003～1.463之间;若用1/2方解石波片测得的k=1.2,当考虑方解石波片对k的影响时,偏振探测两通道k的真实值应在0.945～1.395之间。由于1/2波片对k的影响,使机载激光雷达反演得到卷云等探测目标的退偏振比有较大的系统误差。

1/2波片快慢轴方位等效性的研究

为了证明1/2波片的快、慢轴是等效的,本文利用矩阵光学的方法,从理论上进行了分析,结果表明:1/2波片在作为旋光器和延迟器使用时,其快、慢轴方位是等效的。建立了测试光路,对理论分析进行了验证,实验结果和理论分析相符合。

利用Jones矩阵研究偏振光经过1/2波片后偏振态的变化

利用Jones矩阵研究偏振光通过1/2波片后偏振态的变化,计算了线偏振光、圆偏振光以及椭圆偏振光通过1/2波片后的偏振态.计算结果表明,线偏振光经过1/2波片后仍为线偏振光,只是振动方向相对于波片光轴和原振动方向对称;圆偏振光和椭圆偏振光的出射光仍分别为圆偏振光和椭圆偏振光,只是旋性相反.

MD投影机中的光学元器件(一)——偏振片与波片

LCD微显示投影机中的偏振片及波片是重要的光学元件,所以偏振片及波片的理论与应用对投影机光学引擎的设计人员、加工装配人员、维修人员都是十分重要的。文章介绍了偏振片和波片的光学原理、光学特性及应用。

半导体激光芯片封装后的偏振特性测量与分析

激光器的偏振特性在一定程度上反映了激光器的性能优劣,激光器的出射光束的偏振状态对材料加工的效率与质量均有重大影响。材料对激光束的光谱吸收不仅由材料本身的光学性质决定,还与激光束的偏振状态有直接关系。本文主要通过依据激光准直透镜的光学原理、偏振分光棱镜的双折射分光特性、1/2波片能够改变激光光束偏振态的特性等几个要素,对COS(Chip on sub-mount)封装形式的半导体激光芯片的偏振特性进行检测与分析,文章先阐述了测试半导体激光芯片偏振特性的目的,从而引出了以COS封装形式的880nm半导体激光芯片为例的激光偏振特性的测试方法、相应的检测装置以及影响封装型半导体激光芯片偏振特性的因素。

双折射器件对机载激光雷达偏振探测影响的研究

根据膜层理论给出了机载激光雷达回波信号垂直入射偏振棱镜时偏振平行分量透过率的数学解析表达式,定量分析了偏振棱镜对机载激光雷达回波信号平行分量透过率的影响,理论计算表明:棱镜晶体厚度、空气膜层厚度及棱镜结构角共同影响回波信号通过偏振棱镜的透过率;当回波信号波长为532nm,利用1/2石英波片测得的偏振平行通道和偏振垂直通道的增益比k为1.2时,机载激光雷达偏振通道增益比k的真实值在1.003～1.463之间,若不考虑1/2波片对k值的影响,会给退偏振比反演带来较大的系统误差.

云母波片属性的分光光度计标定法

利用分光光度计测定了云母波片偏光透射干涉谱 ,通过对该光谱理论和实验上的分析 ,提出了云母波片属性的分光光度计标定法。利用该方法可以准确标定波片的 1/ 2或 1/ 4属性以及波片的快慢轴方向。

机床滚转角测量中敏感元件倾斜引起的误差分析

为研究正交偏振光相位法测量机床滚转角过程中,机床的俯仰、偏摆运动误差对测量精度的影响,建立了测量光路数学模型,利用琼斯矩阵法计算光路中光的偏振态变换过程,并推导出被测滚转角与相位变化量间的测量公式。在此基础上,采用光的偏振和晶体光学理论,分析了测量过程中机床俯仰、偏摆运动误差造成的敏感元件(即1/2波片)倾斜所引起的测量误差。分析结果表明,1/2波片在倾斜角度小于2°的情况下所引起的测量误差小于0.1%,对测量精度影响较小,从而论证了正交偏振光相位法高精度测量机床滚转角的可行性。

全场光学相干层析成像系统的研制

研制了一套采用旋转1/2波片无色散移相器进行移相操作的全场光学相干层析成像系统.该移相器能在宽光谱范围内无色散地获得8倍于1/2波片旋转角的移相量,能快速、方便地为各种移相算法提供所需的移相量.移相量实测结果表明:系统获得了8倍旋转角的移相量,提出的移相器结构正确.采用Hariharan移相算法对反射镜样品进行的成像实验表明系统具有较高的移相精度.最后进行的实物样品成像实验,检验了系统的有效性.

光学平衡桥式电流互感器的设计

为了消除传感头随温度变化的线性双折射对光学电流互感器性能的影响,提出了光学平衡桥式电流互感器的概念,并给出了设计原理。推导了与温度有关的线性双折射导致的线偏振光方位角变化量的解析式,并计算了用1/2波片来消除线性双折射影响时波片光轴的方向。给出了光学平衡桥的工作原理和信号处理的方法,推导出计算电流的表达式。进行了实验研究,螺线管电流为2A,温度在20℃-65℃范围变化时,所设计互感器的输出误差在2.96%以内。提出的光学平衡桥式电流互感器,解决了原有方法存在的线性双折射随温度变化对测量精度影响的难题,有利于促进光学电流互感器的实用化进程。

一种新型偏振态发生器

为了满足评价系统中光器件的光学偏振相关效应(OPRE)所需标准偏振激光光源的需要,本文提出一种新型的偏振态发生器(PSG)的实现方法,使用激光光源、线性起偏器、可旋转的1/4波片(QWP)和可旋转的1/2波片(HWP)的组合实现任意偏振态激光的产生。利用一种简便的二维平面几何方法,从理论上分析了该方案的正确性,并推导出了相应的控制算法。实验结果表明,该PSG可以提高精度产生任意偏振态,并且具有成本低、易于实现和控制算法简单等优点。