二元复合波片退偏器的理论分析

根据理想退偏器的米勒矩阵形式,分析讨论了不同组合的复合波片的米勒矩阵．得出了以下结论：让两波片以不同的角速度绕光线为轴旋转,当复合波片为一个1／4波片和一个1／2波片组合时,只要它们的角速度满足一定的比例时,可以组合成一个比较理想的退偏器;当复合波片为两个1／4波片组合或为两个1／2波片组合时无论怎样旋转都不能组合成理想退偏效．这些理论结果对复合波片退偏器的设计具有好的参考价值．     

组合波片的椭圆率角测量方法

为精确测试组合波片的椭圆率角,提出了一种基于Mueller矩阵的椭圆率角测量方法.建立了组合波片的偏振模型,通过测量其Mueller矩阵,利用非线性拟合同时获得相位延迟、快轴方位和椭圆率角3个参数,并利用Mueller矩阵椭偏测量系统分别计算测量了λ/4和λ/2组合零级波片,结果表明基于此方法的拟合误差在0.004以内,椭圆率角和快轴方位角的测量误差为0.11°,相位延迟的测量误差为0.22°.通过本方法还发现组合零级波片的椭圆率角和快轴方位随波长震荡,λ/4和λ/2组合零级波片的震荡幅度分别为1°和0.4°.本方法适用于任意组合波片的椭圆率角测量,应用范围广.      

消色差复合延迟片

让在某一波长的1/4波片和1/2波片的两快轴的夹角为60°,组成复合1/4波片,则该复合片在该波长附近是消色差的;类似地,也得到了消色差1/2波片,并被实验所证实。     

基于磁光调制及基频信号检测的高精度波片测量

为提高波片相位延迟量的准确性,提出了一种基于磁光调制的波片相位延迟量测量方法.在标准1/4波片和检偏器之间插入磁光调制器,调整元件转角使出射光强只剩下偶次谐波成分,利用该特性,通过检测基频成分的残余量而非整个光强信号来进行波片相位延迟量的精密测量.利用琼斯矩阵推导了相应的理论公式并建立了波片测量系统,误差分析表明当环境温度变化范围为0.1℃时,系统测量不确定优于5',对1/2波片和1/4波片的重复测量实验表明测量标准偏差约为2'.      

440nm-665nm消色差二分之一波片的二元设计

为了设计适用于可见光波段的消色差二分之一波片,根据复合波片理论,选用石英和氟化镁材料利用最小二乘拟合法,设计出了440 nm～665 nm范围的消色差λ/2复合波片。理论研究和实验检测结果均表明,依据此方案设计的消色差λ/2复合波片相位延迟精度可达λ/50,满足实际使用的需求。     

复合延迟片研究

调整两波片快轴之间的夹角,可得到一种复合延迟),能用来代替1/4和1/2波片使用。     

消色差复合波片的优化设计

介绍了利用遗传算法优化设计消色差复合波片的方法.以复合λ/4波片为例,设计1200~1650nm,900~1650 nm二个波段内的高精度的消色差复合波片.     

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.     

波片厚度的双光路对比测量

介绍了一种测量波片厚度的新方法.根据偏振光干涉的理论分析，推导出了计算波片厚度的解析式.在此基础上，设计、建立了一套双光路对比测试光强的实验系统.利用该实验系统对含有待测石英薄片的光路进行多次测量，将实验数据用推导出的波片厚度计算公式处理，得到了待测薄片的厚度.     

紫外三元复合消色差相位延迟器优化设计的分析

为了设计在紫外波段消色差性能优良的三元复合λ／4波片,根据复合波片理论,利用同一波长（300nm）的2个λ0／4波片和1个λ0／2波片组合成复合波片,研究了复合波片的相位延迟量随波长的变化,得出复合波片在250-350nm的光谱范围内是消色差的;在此基础上对三元复合消色差λ／4波片进行了优化设计,即通过改变中间波片的相位延迟量和精确调整复合角,使消色差范围拓宽到200-400nm,相位延迟计算偏差在5％左右．通过改变中间波片的材料,即氟化镁晶体代替石英晶体,用上述同样方法设计出UVC波段消色差λ／4波片,其相位延迟计算偏差在2％以内．这种优化设计对拓宽紫外波段消色差范围,提高延迟量精度具有实用价值．     

波片相位延迟量的四步移相法测量

基于波片的密勒矩阵和斯托克斯矢量推导出了测量波片相位延迟量的通用表达式,并在此基础上提出了在光路中分出校正光束的四步移相法.该方法在测量波片的相位延迟量时无需知道波片光轴的具体位置,并可以平衡掉激光光源的波动,从而消除了光源的不稳定给测量结果带来的误差,同时该方法简化了测量过程,提高了测量精度.     

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。     

精确测量波片相位延迟量的新方法

本文提出了一种不需要标准1/4波片的相位延迟量的实验测量装置.该装置可以用简单的数学表达式同时测定两个波片的相应延迟量.     

圆偏振光的产生、测量与自旋偏振电子的光注入

理论上给出了线偏振光通过波片产生的椭圆偏振光的圆偏振度与方位角和相位延迟量的关系.结果表明,圆偏振度对方位角的变化更灵敏,在保持圆偏振度不变条件下,每提高方位角精度一度,则可降低相位延迟精度至少两度,这将改变人们重视相位延迟而轻视方位角精度的通常做法,降低1/4波片的加工难度和造价.还给出了宽带光谱分布和波片相位延迟色散对圆偏振度影响的解析解.发展了一种圆偏振度和波片相位延迟实验测量的简单方法.利用这种方法实验测试了Newport公司生产的1/4波片的相位延迟.     

全光纤的级联光纤系统琼斯弥勒矩阵测量

基于系统估值理论, 提出并实现采用光纤波片的光纤系统琼斯弥勒矩阵测量. 光纤波片和光纤系统有良好的适配性, 且简单易行. 针对光纤波片的环境敏感性, 提出并实现基于系统方程矩阵自相似特点的波片延迟校准方法. 此外, 还通过系统优化, 实现光纤波片旋转角度的调整. 经实验验证, 光纤波片延迟的校准和旋转角度的调整使系统误差得到了明显改善. 最后, 测量了1 520~1 620 nm波长范围内两段级联光纤的偏振参数及其弥勒矩阵谱.     

加装半潜附体穿浪双体船模型试验研究

提出应用减纵摇组合附体技术在穿浪双体船两片体艏底部分别加装一减纵摇组合附体,以改善其耐波性.针对原船型和改装后的复合船型开展了水池模型试验研究,试验内容包括静水阻力试验、规则波试验和不规则波试验,模型试验结果表明:加装组合附体船比原船静水阻力增加4％左右,且甲板上浪频率大幅降低,有效改善了原船的耐波性能.     

双λ/4波片复合的特性分析

为了得出双λ/4波片复合后的综合偏振特性,利用Stokes矢量和Muller矩阵从理论上分析了线偏振光通过双λ/4波片后出射光的偏振态.结果表明：调整第一只λ/4波片快轴与入射线偏振光光矢量的夹角以及两只λ/4波片快轴之夹角,可以获得不同的偏振态,即：出射光可为线偏振光、圆偏振光或椭圆偏振光,且各夹角不同,出射光的态势及旋性就不同,调整其中某个角度,能够实现偏振光状态的转换.     

正交线偏振激光器原理与应用(Ⅲ)--精密测量应用原理及技术基础研究

综述了利用正交线偏振激光器内特性进行精密测量的研究成果,包括:①纳米激光器测尺(基于频率分裂的激光器两偏振光竞争位移传感激光器)测量原理,②基于频率分裂激光器两偏振光回馈的位移测量原理,③直接利用波片形成频率分裂的波片位相延迟测量原理,④基于频率分裂对腔内双折射强弱敏感性的位移测量原理,角度测量原理,振动测量原理,⑤压强测量原理,⑥磁场测量原理等. 所涉及现象包括:激光纵模间隔内新频率的产生,两频率之差的改变、光束的偏振特性的改变,模的竞争强度的改变等. 这些新应用的原理、结构简单,可溯源到光的波长. 如,激光器自身就是传感器的纳米激光器测尺已在应用中,测量范围12mm、分辨率79nm、线性度小于5×10-5. 波片位相延迟测量系统重复性达到0.3′.     

一种转向复合式补偿器的研制

在偏光技术应用中,为了实现一定波长范围内延迟量的连续可调并产生90°转向,设计了一种新型补偿器件,即利用三元复合波片系统和菱体型延迟器的多重组合来完成这一目的.通过理论分析及误差分析可知,这一设计符合要求,完全可以实现上述目的.     

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.