带宽可调谐的太赫兹超构材料半波片器件

基于二氧化钒(vanadium dioxide,VO_(2))的相变原理,提出了一种“树叶型”复合超构材料,能够实现带宽可调谐的半波片功能。VO_(2)薄膜为绝缘态时,复合超构材料可以看作是空芯“树叶型”金属结构,能够实现双频带的半波片功能。在1.01~1.17 THz和1.47~1.95 THz频带范围内能够将y偏振光转换成x偏振光,偏振转换率大于0.9且平均相对带宽为26%。VO_(2)薄膜为金属态时,实芯“树叶型”金属结构的超构材料在1.13~2.80 THz范围内能够实现反射型的宽频带半波片功能,相对带宽为85%。利用瞬时表面电流分布和电场理论详细地分析了带宽可调谐半波片器件的工作原理。本文所提出的“树叶型”复合超构材料半波片器件在太赫兹成像、传感和偏振探测等领域具有潜在的应用前景。

全息照片木纹噪声的产生与抑制

本文指出全息照片的木纹噪声，是由于记录干版的两端面不平整度而引起的。它的存在严重地干扰了显示全息的图像（无论彩虹全息和体积反射全息），故必需给予抑制。文中还详细讨论了拍摄不同全息照片时，所采用的不同抑制木纹噪声方法。

卫星激光测距中光束亮度的偏振影响及应用

卫星激光测距(Satellite Laser Ranging,SLR)常利用激光大气后向散射所形成的图像来引导光束指向,而光束图像亮度随天区变化的现象在SLR站普遍存在,影响了激光对卫星的瞄准。以中国科学院上海天文台现有SLR系统为研究平台,阐明了该现象的成因,即光束图像成像光路中分光镜的效率会随偏振方向改变而变化。据此提出偏振方法,通过建立出射激光偏振方向随望远镜位置变化模型,改变发射光路中新引入半波片的角度,实现了光束图像于不同亮度的实时控制。相比使用消偏振分光镜的方案,该方法具有应用灵活、系统简单且成本低的优势,研究成果在提高激光对卫星的瞄准精度及星象图像信噪比等方面具有重要意义。

可开关的多功能超构表面波片特性研究

宽频带和动态可调谐的超构表面在太赫兹无线通信、传感和医学成像等应用中具有重要的价值。结合VO_(2)薄膜的相变原理,本文设计了一种单层"台阶型"复合超构表面,能够实现宽频带四分之一波片和半波片之间的灵活开关功能。VO_(2)薄膜为常温绝缘相时,超构表面可视为透射型双偏振的宽频带四分之一波片。在1.43~2.43 THz宽频带范围内,能够将垂直入射的x偏振光转换成左旋圆偏振光,椭圆率大于0.99,相对带宽为52%。VO_(2)薄膜为高温金属相时,超构表面能够实现反射型半波片功能,垂直入射的x偏振光能够转换成y偏振光。此外,本文也详细地研究了波片性能随倾斜入射角度的变化情况,结果表明,随着入射角度的增加,四分之一波片能够实现宽频带和双频带的动态切换,半波片可以实现频率可调谐度为57%的频移。本文所提出的单层"台阶型"复合超构表面有望促进宽频带偏振转换器件,可调谐开关和紧凑型光学器件的发展。

可调谐式液晶衰减器的设计

首先从理论上提出用液晶代替机械式可调谐衰减器中的半波片 (李国华 1992年 ,姚建铨 1983年 )的可能性 ,又通过实验证明了这一点 ,从而使得更加精确和方便地控制光强输出的变化 .

双面电极下铌酸锂晶体中的电场分布及其应用——电控λ/2波片

晶体内部的电场分布是影响其电光特性的主要因素.采用有限元法分析了双面电极下铌酸锂晶体中的电场分布情况,讨论了晶体内部电场均匀分布区域与电极尺寸、晶体尺寸之间的关系.在此基础上,分析了光波在均匀电场中沿光轴传输时,铌酸锂晶体的双横向电光效应,得到了光波偏振方向与电场之间的关系,从而设计了一种适用于任意波长的电控λ/2波片.

光的偏振和反射理论的综合实验设计

基于菲涅耳反射和光的偏振等光学基础理论,设计了综合应用实验.实验中使用了偏振片、半波片和偏振分光棱镜等偏振元件,加深了学生对光学器件的了解和偏振知识的理解.平板玻璃表面偏振光反射的应用,有助于培养学生学以致用的能力.

干涉型光纤传感器偏振衰落动态补偿技术

为了消除单模光纤制作的光纤传感器常会因外部环境扰动而引起相位衰落和偏振衰落,通过改进传统的马赫-泽德干涉仪,利用高频振荡的PZT结合相位生成载波零差解调电路用来补偿相位衰落,引入一个可随干涉信号的幅值变化旋转的半波片来调整输出的干涉信号,据此可实现偏振衰落的动态补偿。通过理论分析可以得出由偏振衰落造成的信号幅度波动不大于3dB。

基于铌酸锂晶体的电控λ/2波片

利用有限元法分析了双面电极下铌酸锂晶体内部的电场分布。在规定匀强电场区域条件下,得到匀强电场区域大小随晶体宽度与电极宽度比值增大而增大的规律。在此基础上利用铌酸锂晶体的双横向普克尔效应设计了一种适用于任意光波长的电控λ/2波片。制作并测试了晶体宽度与电极宽度之比分别为2:1和3:1的电控铌酸锂λ/2波片,结果表明:这种波片可将一束线偏振的输入光转换成任意方向偏振的输出光,也可将任意偏振方向的输入光转换成固定方向偏振的输出光,并且晶体宽度与电极宽度比值越大,实验值与理论值符合得越好。

光偏振片和波片的综合设计实验

为加深学生对光偏振态的理解,提出了利用偏振分光镜、二分之一波片和偏振片等光学偏振元件,进行综合实验的设计方案。利用偏振分光镜,分离出p光和s光;旋转二分之一波片或偏振片,入射光的振动方向发生变化,p光和s光光强随之改变。此实验能加深学生对光偏振知识的理解,提高学生运用光学原理和光学器件解决实际问题的能力。

基于半波带分析法的菲涅耳波带片衍射特性的讨论

基于半波带的分析方法简单明了地分析了平行光经菲涅耳波带片衍射后的多焦点特性以及各焦点的光强变化规律

车辆集中荷载作用下脱空CRCP板的挠度与应力(英文)

基于挠度与应力等效原则,将作用于连续配筋混凝土路面(CRCP)中央的车辆集中荷载通过傅里叶级数展开为等效的半波正弦荷载.在荷载转换和小挠度弹性薄板理论的基础上,提出了车辆集中荷载作用下脱空地基上CRCP的挠度和应力计算公式,分析了参数的敏感性.结果表明:板的最大挠度与车辆集中荷载、板的宽度成正比,与板的横向弯曲刚度、板的厚度成反比,其中板的宽度与厚度影响显著.板的最大应力与车辆集中荷载、板的宽度成正比,与板的厚度成反比,其中板的厚度影响显著.根据计算结果,降低最大挠度和应力最有效的方法是增加板的厚度.

旋光仪维修及调整

首先提出了旋光仪在使用中出现的故障,经过分析,找出故障原因;说明维修方法以及如何调整仪器的影荫角和零位;使故障仪器不仅迅速恢复使用,而且处于最佳工作状态,同时节省了仪器厂家人员维修仪器的时间和费用。

E.赫克特《光学》插图中的一个错误

本文指出了E.赫克特等所著的《光学》上册插图中的一个错误,这只图目前已被国内某些书籍所引用.而且在有关的作图中也存在着类似的现象.

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。

半波片角度失配对通道调制型偏振成像效果的影响及补偿

通道调制型偏振成像系统能够实时地对目标进行全偏振成像,是当前偏振成像领域的研究热点之一.基于萨瓦板的通道调制型偏振仪中半波片的光轴方向对成像结果的准确性有较大的影响.本文分析了半波片失配角的大小对探测器采集到的光强分布的影响,得到了二者之间的表达式,根据该表达式提出通过测量半波片失配角对系统进行定标并利用测得的半波片失配角对偏振成像的解调结果进行修正和补偿的方法.计算机仿真结果显示失配角为0.5?时,S1,S2和S3的解调结果准确度在经过修正补偿后分别提高了0.06%,3.49%和3.49%.表明该方法能够较好地对解调出的偏振斯托克斯参数图像进行补偿,得到更精确的成像结果,对提高通道调制型偏振成像的质量具有重要的意义.

基于波片棱镜组合能量调节的切趾光纤光栅

为提高飞秒激光制备高反射率FBG(Fiber Bragg Grating)的边模抑制比,提出了一种基于组合二分之一波片和格兰棱镜调节激光能量的加工方法,制备出了高反射率和高边模抑制比的切趾光纤光栅。通过上位机输入切趾函数模型,实时精确调节步进电机速度,机械旋转二分之一波片位置,实现激光能量沿光纤方向呈切趾函数分布,从而在光纤纤芯中折射率调制区域呈切趾函数分布,获得参数可调的切趾光纤光栅。实验表明,该方法制备的切趾光栅在1550 nm处反射率可达70%,边模抑制比超过20 dB,半高峰宽度0.35 nm。对其温度和应力传感特性研究显示,其温度灵敏度为1.529×10^-2nm/K,应力灵敏度为1.61 nm/N。该种方法制备的高反射率切趾光纤光栅有望应用于大功率、窄线宽的光纤激光器以及高速精确传感解调系统中。

中红外量子级联激光器偏振合束实验研究

合束是实现量子级联激光器高功率输出的关键技术,基于激光的偏振特性,研究了偏振合束的实验原理及实验方法。使用线栅偏振片和中波半波片组成偏振合束装置,对两路4.05μm量子级联激光器进行偏振合束,测试了中波半波片对4.05μm激光的透过率以及中波线栅偏振片对4.05μm激光透射率和反射率与入射角的关系,通过实验研究,当透射路光束和反射路光束与线栅偏振片的夹角为30°时,透射路的透射率为81%,反射路反射率为91%,其光束合束效率达到约86%,并使用光束质量分析仪对合束之后的光束质量进行测试分析。结果表明:两路光束通过该合束装置合束之后,在保证合束效率的条件下,具有较好的光束质量。

基于旋转半波片和交替电流测量的隧道超前探测光纤电流传感器灵敏度漂移补偿方法

用于隧道超前探测中电流测量的光纤电流传感器受环境影响,灵敏度产生漂移。文中提出了基于旋转半波片和交替电流测量的灵敏度漂移补偿方法,由于传感器灵敏度在短时间内漂移量较小,故利用继电器快速切换使两部分待测电流交替穿过光纤环,对应的传感器输出电压取商以得到待测电流在已知总电流中的占比,进一步解出待测电流的大小,这种比例运算降低了长期测量中灵敏度漂移对测量结果的干扰。当传感器灵敏度过低影响交替电流测量的精度时,通过旋转半波片产生一个特定大小的双折射,提高传感器灵敏度。两种手段相结合的工作模式能够适应隧道内复杂的环境变化,现场实验表明,在4 h的测量中,传感器灵敏度漂移离散系数高达31.8%,但应用了基旋转半波片和交替电流测量的灵敏度漂移补偿方法后漂移的离散系数降低至1.39%,满足隧道超前探测中聚焦电流法对电流的测量要求。

旋光仪实验现象分析

本文对旋光仪中“三分视场”上光的几种亮暗变化的成因，用光的偏振理论进行了合理分析。