90°偏光分束镜光强分束比的入射角效应

分析了He-Ne激光斜入射90°偏光分束棱镜时光强分束比随入射角度的变化关系,推导出光强分束比的数学表达式.通过实验验证,在误差允许的范围内,理论值和实验值是一致的,并对误差进行分析.

用于平行分束偏光镜剪切差调整的缩·扩束棱镜设计

本文利用光通过平行界面的均匀介质时会发生光束平移的原理,设计了一种以普通光学玻璃为材料,用于调整平行分束偏光镜出射光束间距的新型棱镜。通过推导,得出了出射光束间距和入射光束间距的扩.缩束比κ和棱镜参数(折射率n、结构角α、边长a)之间的关系公式,以及棱镜的结构公式;并结合o光和e光通过棱镜有不同的透射比,给出了能有效地对平行分束偏光棱镜的剪切差进行调制的棱镜最佳设计:选取折射率较大的材料,结构角α的取值范围是40°～55°。

纳秒量级开关时间的全光纤磁光开关

采用磁光晶体薄膜、半波片、偏振分束器、偏振合束器和高速法拉第转子等元器件研制了一种具有新型光路的1×2全光纤磁光开关,以用于全光网络通信.采用雪崩晶体管设计和制作了多种纳秒脉冲发生器,用于驱动法拉第转子中的微型螺线管.对螺线管的尺寸和结构布局进行了优化设计,并分析螺线管的磁场强度和自感系数等性能参量,以提高磁光开关的开关速度.磁光开关的性能测试结果表明,纳秒脉冲上升时间为2～5ns、脉冲宽度为6～12ns、脉冲幅值为30～150V.磁光开关的插入损耗为1.55dB,串扰为23.69dB,消光比为-23.69dB,开关时间为100～400ns.该全光纤磁光开关的开关时间已达到纳秒量级.

基于LCoS拼接技术的动态星模拟器光学引擎的优化设计

为了降低基于硅基液晶拼接的动态星模拟器背景杂散光,对传统的光学引擎进行优化,提出一种多偏振分光棱镜组合方式,并对其光机结构进行设计.阐述了光学引擎照明系统的设计方案,讨论了降低视场角、增强均匀性的方法.通过Tracepro对照明光学系统进行仿真,对照明光源设计方案的可行性进行了验证.实验结果表明:优化后的动态星模拟器杂散光辐照度降低了2.93倍.优化后的光学引擎有效地抑制了背景杂散光,并且增强了两片反射式硅基液晶对比度的一致性.

应力对薄膜偏振分束镜性能的影响及改进工艺

为了研究应力对薄膜偏振分束镜性能的影响和减少应力的方法,通过在镀制分光膜之前预镀Al_2O_3过渡层,镀制过程中提高真空度、升高基底温度、减慢薄膜沉积速率,以及封装过程中采用光学光敏胶紫外光照射快速凝固法来减少薄膜应力。利用CCD采集了工艺改进前后薄膜偏振分束镜反射光和透射光的光斑图像,利用消光比测试系统测量了工艺改进前后薄膜偏振分束镜反射光和透射光的消光比。结果表明,改进工艺后反射光和透射光的光斑能量更加集中,散斑现象变小;反射光和透射光的消光比特性明显提高。由此可见,通过改进镀制工艺和封装工艺可以使薄膜偏振分束镜的指标达到使用要求。

光的偏振综合实验设计

为了推动民族高校大学物理创新实验平台建设,使创新实验更好地服务于民族高校大学物理理论和实验教学,设计了光的偏振综合实验平台。其实验内容分为四个部分:线偏振光的产生和1/2波片的使用、圆偏振光的产生和1/4波片的使用、偏振分光棱镜和消偏振分光棱镜的使用以及光学偏振隔离器的设计。通过该综合实验平台,不仅可以加深学生对光的偏振和光器件的系统认识,而且可以提高学生的动手能力和创新思维。

利用平行分束偏光镜干涉装置测定晶体折射率

利用平行分束偏光镜、1/2波片、起偏器、检偏器的恰当组合,给出了一套偏振光干涉实验装置.经过分析,该装置不仅能完成偏振光的干涉实验,而且可以测定晶体的折射率或折射率分布情况.通过测量干涉光强,当在单光路中置入折射率均匀晶体时,可以计算出相应的折射率;如果在两个光路中置入同一非均匀折射率晶体,则可以测定该晶体的折射率分布情况.分析了可能的误差来源,并提出了装置的优化设计方案,指出了实验系统的优缺点.

光互连网络中四功能交换开关研究

由节点开关单元按照一定的连接规则所构成的光互连网络,在全光通信和光信息处理中具有重要的应用。基于节点开关一般实现光信号的直通和交换功能的特点,利用成熟的偏振光控制技术,通过位相型空间光调制器对信号光偏振态的控制,完成信号的路由和开关动作,从而设计出具有直通、交换、上播和下播功能的节点交换开关。与传统设计思想相比,该方法不仅能够充分利用信号光的能量,有效的减少光能量的损耗,而且还具有与偏振无关等特点。该四功能交换开关,对于优化和拓展光互连网络的结构和功能具有一定的意义。

(3,3,2)矩形CC榕树网光学实现方法

研究了一种(3,3,2)矩形CC榕树网。根据(3,3,2)CC矩形榕树网的构造原则,得到其网络拓扑结构。然后,提出了(3,3,2)矩形CC榕树网的路由法则,完成了该网络的路径选择。最后,设计并提出了实现(3,3,2)矩形CC榕树网功能的光学实验模块,各级节点开关单元由位相型空间光调制器和偏振分光棱镜组成,级间互连则由光纤实现。分析了(3,3,2)矩形CC榕树网光学实验模块的功能特点,对基本开关单元性能参数进行了实验检测。结果表明,该实验模块能够完成输入信号光的交换和排序等操作,可应用于光通信和光信息处理中。

混洗网络中光开关矩阵研究

基于偏振控制技术,利用偏振光分束器和位相型空间光调制器构建1×2和2×1的节点开关单元,节点开关单元各端口间按照特定的映射规则和连接关系以光纤实现互连,从而得到一种新型的4×4光开关矩阵。该4×4光开关矩阵利用位相型空间光调制器对信号光偏振态的控制实现路由,通过对其各输入端口光信号路由状态的分析表明,它可以完成信号光点对点的全排列无阻塞的输出与交换,同时,还具备部分的多点组播功能。该矩阵开关具有交换速度快、插入损耗小、串话低、性能稳定等特点,对于构建大规模的光互连网络具有一定的帮助。

提高人眼波前传感器信噪比的实验研究

Hartmann-Shack(H-S)人眼波前传感器噪声主要是角膜的反射光。本文用模拟人眼对消噪声的两种方法进行了实验研究。首先,对使用偏振分光棱镜(PBS)的H蛳S系统,在系统出瞳不变,入瞳变化的条件下测量了对应的信噪比。实验证明:与采用薄半透半反镜相比,在光线斜入射消除PBS内部反射噪声的前提下,该方法可使信噪比提高到11∶1。其次,对离轴入射法进行实验研究,获得200∶1信噪比,最后对上述两种方法获得的光斑点阵进行了比较分析。

读出光光源对液晶光阀实验的影响

液晶光阀实验中一般是用带布氏窗的He-Ne激光器作为读出光光源,本文分析了普通He-Ne激光、半导体激光、卤素灯等常见光源在液晶光阀实验中应用的可能性和各自特点并进行了实验验证.

偏振延迟梳状分波器的研制

梳状分波器由于具有较高的性价比,在窄间隙密集波分复用系统中已大量使用。文章介绍了一种利用偏振延迟结构制作窄信道间隔的梳状分波器的技术,使用该技术制作的梳状分波器具有插入损耗低、偏振相关损耗低、偏振模色散小且组装方便等特点。文章对这种新型的偏振延迟结构的基本理论、设计思想以及用这种结构制作的梳状分波器的结构做了详尽论述。

Polarization-independent wavelength conversion using a single semiconductor optical amplifier

Polarization-independent wavelength conversion is demonstrated by using four-wave mixing （FWM） in a single semiconductor optical amplifier （SOA）. In this scheme, all the incident fields are split into two orthogonal-polarized parts by polarizing beam splitters （PBS）. Each of the two parts is then transmitted into one facet of the SOA and they are counter-propagating through the same amplifier. Wavelength conversion with the polarization sensitivity less than 1.3 dB is obtained over a range from 1510 to 1620 nm.

复眼透镜提高液晶投影照明系统的能量利用率

照明系统是液晶投影仪的重要组成部分 ,它将直接影响到投影仪的光能利用率以及色彩等系统性能。对于复眼照明系统 ,复眼透镜的良好设计可以大大提高系统的能量利用率。在对液晶投影照明系统的原理进行分析的基础上 ,提出了两种复眼透镜的设计方案。两种方案均采用矩形子复眼 ,便于设计和加工。通过对复眼透镜中每个子复眼进行偏心以及改变其形状大小来提高系统能量利用率。计算机模拟结果表明 ,两种设计方案与传统设计相比 ,在光能利用率上分别提高了 16 .5 %和 2 6 .3% ,并且具有较高的均匀性。最后 ,还对两种复眼透镜的设计方案进行了分析和比较。

新型大视场消杂光眼底相机光学系统的设计

设计了一款大视场、免散瞳便携式眼底相机。综合考虑接目物镜被成像和照明系统共用、人眼的像差和视度差异等因素,采用16重结构进行优化设计。设计结果的视场角达60°,分辨率为200万像素,对-8D～+10D(1D=1m-1)的人眼普遍适用,在120lp/mm处各视场的调制传递函数(MTF)均大于0.2,畸变小于5%。为消除角膜反射产生的严重杂散光,提出采用LED环形光源改进传统科勒式照明光路,不仅保证眼底照明均匀,而且大大提高了系统的光能利用率,降低了光学系统的复杂程度。为了解决传统系统中接目物镜杂散光无法消除的难题,提出采用偏振分光棱镜代替系统中的分光镜,同时在接目物镜前端加入λ/4波片,消除了99.5%以上的由接目物镜反射产生的杂光。

与偏振无关的双向3×3光开关结构设计

利用传统成熟的偏振控制技术,设计了一种由偏振光分束器、相位型空间光调制器、反射镜和四分之一波片构成的3×3光开关。该光开关具有结构紧凑规整、功能的实现与信号光的偏振态无关以及可以完成双向交换等特点。根据其路由控制表对该3×3光开关交换模块功能的实现进行了分析,结果表明,通过对各相位型空间光调制器状态的调整,控制通过其信号光的偏振态,完成信号光的路由,该交换模块可以完成输入信号光的全排列无阻塞输出与交换。同时,该交换模块具有一定的扩容和重构能力,对于构建大规模的交换矩阵具有一定的作用。

与偏振无关双向2×2和4×4自由空间光开关

利用成熟的偏振控制技术,设计了一种由偏振光分束器、相位型空间光调制器和反射镜构成的2×2光开关,该光开关所用器件少,具有结构简单紧凑、控制灵活方便、功能实现与信号光的偏振态无关以及可以双向交换等特点;在此基础上通过2×2光开关的串连,设计了一种与偏振无关的双向4×4光开关的实验模块,根据其路由选择与控制方法,得到了4×4光开关实现信号光全排列无阻塞输出与交换对应的路由状态表,并对该实验模块的功能实现进行了详细的分析与讨论。

与偏振相关和无关的4×4自由空间光开关

设计了一种由相位型空间光调制器(PSLM)、偏振光分束器(PBS)、反射镜、半波片(HWP)和四分之一波片(QWP)构成的2×2光开关。该光开关所用器件少,具有结构紧凑规整、功能的实现与信号光的偏振态无关以及可以完成双向交换等特点。在此基础上通过2×2光开关的级联,设计了一种与偏振无关的4×4光开关的实验模块,根据其路由控制表对该实验模块功能的实现进行了分析。为与之作比较,还提出了一种与偏振相关的4×4光开关,该光开关利用对信号光偏振态的控制进行路由选择,以实现所需的交换和排序。

一种新的与偏振无关的双向2×2光开关的设计

设计了一种由偏振光分束器(PBS)、位相型空间光调制器(PSLM)、反射镜、半波片(HWP)和1/4波片(QWP)构成的2×2光开关。该光开关所用器件少,具有结构紧凑规整、功能的实现与信号光的偏振态无关以及可以完成双向交换等特点。进而通过2×2光开关的级连,设计了一种与偏振无关的4×4光开关的实验模块。