光纤偏振态检测方法的研究

在光纤干涉仪和偏振模色散检测过程中,偏振态的检测是十分重要的.本文给出了两种用1/4波片和检偏器检测光纤输出光偏振态的方法和原理,并进行了实验验证.     

光的偏振态对向列相液晶中光栅衍射的影响

通过二波耦合实验研究了不同偏振态的两束写入光在向列相液晶中形成光栅的衍射现象。实验发现,水平偏振态(P-P偏振)照射时形成的光栅具有比竖直偏振态(S-S偏振)照射时大得多的能量耦合,且能量耦合方向完全相反。更重要的是,当光栅形成之后改变其中一束光的偏振方向时,透射光和衍射光的强度会随着其中一束光的偏振态的改变而变化。可见,光的偏振态在决定NLC分子非线性取向时是一个非常重要的参数,在以后的光电子功能器件应用中与偏振光相关的分子取向产生的非线性光学现象将会非常有用。     

1/4 λ波片的定标

在束箔光谱中,我们用波片和线偏振器测量光的偏振态,因此其实验结果是否精确直接与波片相角测量精度有关。下面可以看到,我们采用的定标方法与使用双折射率仪和巴俾涅补偿器的方法相比,有测量方便、精度较高的特点,并且可以测定波片在各种波长下的相角。我们曾对一块进口的1/4λ波片(MELLES GILOT公司生产,型号为02 WRM     

利用受激拉曼绝热技术制备腔模的高维纠缠态

将两全同原子囚禁于用光纤连接的两个光腔中,经绝热演化可以制备腔模的高维纠缠态.该方案利用受激拉曼绝热技术,只需恰当地控制原子与腔场的耦合参数,就可以有效地抑制原子的自发辐射以及光纤损耗等消相干因素的影响.     

光纤拉曼放大器在单芯反馈式结构中的偏振相关性研究

本文围绕光纤拉曼放大器的偏振敏感性展开研究，从已有的拉曼放大器传输理论入手，基于拉曼增益系数和偏振相关系数，引入椭圆偏振光的椭圆率角和椭圆长轴方位角评判偏振态变化量，定义了基于拉曼开关增益的偏振相关增益波动系数评判拉曼偏振相关增益，然后分析了在单向泵浦和单芯反馈式结构中应用拉曼放大器前后的输出光偏振态变化情况，得到单芯反馈式结构中的工作光输出偏振态几乎不会发生改变的推论，并设计相关实验予以证明。实验结果证实了在单芯反馈式结构中工作光的输出偏振态基本不受拉曼增益影响，且工作光增益受偏振影响显著低于单向泵浦，即单芯反馈式结构中的拉曼增益对偏振敏感性低，增益更稳定。     

单轴晶体中杂化偏振矢量涡旋光场的传输特性

为了实现光场的偏振态调控,对拥有复杂偏振态分布的杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中垂直于光轴的传输特性展开研究.基于光束在各向异性单轴晶体中的傍轴矢量传输理论,推导出杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中传输的具体表达式.通过数值模拟,得出了不同参数下杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中传输的演变规律.结果表明,光束半径、传输距离以及单轴晶体的e光和o光折射率比值对杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中的强度分布、偏振态分布、自旋角动量分布以及涡旋相位分布有调节作用.光束半径越小,传输距离越大,单轴晶体的各向异性强度越大,则对杂化偏振矢量涡旋光场的传输特性影响越大.     

布里渊光纤陀螺环形腔中偏振串扰及消除方法

建立了布里渊光纤陀螺环形腔中泵浦光及布里渊激光的偏振传输模型,推导出了2本征态的本征值,分析了环境因素波动引起的偏振误差.研究结果表明：采用保偏光纤构建光纤环形腔并旋转熔接点偏振主轴90°能使泵浦光及布里渊激光2本征偏振态在激光器中保持稳定的谐振间距,从而消除偏振串扰给陀螺带来的误差;采用单偏振单模光纤构建布里渊光纤陀螺环形腔能消除偏振串扰.针对2种消除偏振串扰的方法进行了实验,实验结果与理论分析相符.     

激光冷却俘获中性钠原子的实验研究

采用二维磁光阱预冷却俘获钠原子,可以为处于高真空的三维磁光阱提供高效冷原子源,其中包括两级原子冷却系统真空腔的设计,冷却俘获探测原子和操控原子自旋态的光路设计。描述了利用永磁铁组构建二维磁光阱所需的中心四极磁场并将边缘磁场用于塞曼减速。通过优化实验参数实现了在三维磁光阱中俘获约10~8个钠原子。     

压缩算子导致的原子对称Dicke态

在腔QED系统中,我们提出一种基于腔模压缩态实现多量子比特平衡Dicke态的方案.此方案最后利用对腔模的真空状态检测确切实现平衡对称Dicke态,由于最后腔模检测需为真空态,腔模-原子的相互作用过程可以通过虚激发过程实现.因此,该方案中纠缠态保真度对实验参数的涨落不敏感.原则上该方案可以扩展到任意偶数个原子相互作用的情况.     

干涉结构中的量子相位噪声分析

本文分析了由一激光器所发出的光经由一个干涉系统输出后所得到的光电流的噪声功率谱密度。在分析中,我们考虑了激光器的相位波动引起的相位一强度噪声以及干涉系统中两臂的光具有不同强度和偏振态的情况。分析指出,经由干涉系统输出的光电流噪声功率谱密度与激光器的线宽和干涉仪两路光的功率分配和偏振态夹角有关。在相干情况下,噪声功率谱密度主要由两路光的相位差决定。在非相干条件下,噪声功率谱的形状和分布由激光器的谱线形状和线宽决定。调节两路的相对偏振态,可以有效的改变噪声强度。     

用Stokes子空间单位球表示光的偏振态

由Stokes矢量构成Stokes空间 ,借助数学工具 ,类比布卡尔球对光的偏振态的表述 ,用Stokes子空间单位球表示光的偏振态 .     

超短光脉冲在胆甾型液晶中的传输特性

超短光脉冲是由多谐波组成的波包,在具有周期螺旋结构的液晶中,由于偏振光的色散特性,脉冲的两个偏振态的波包群速不同,当光脉冲通过液晶时,两个相互垂直偏振分量相对延迟,根据脉冲宽度和液晶参数,计算两个波包分离所需的样品长度.     

基因改性细菌视紫红质BR-D96N薄膜的偏振全息存储实验

采用透射式和反射式全息光路, 分别进行平行线偏振与正交线偏振记录, 对基因改性细菌视紫红质BR-D96N薄膜进行了偏振全息存储实验. 研究了两种偏振记录全息图的衍射光及散射光的偏振特性. 实验表明, 与平行偏振记录相比, 正交偏振记录可实现衍射光偏振状态与散射光偏振状态的分离, 易于滤除噪声, 提高读出图像的信噪比. 与用参考光再现相比, 用共轭参考光再现不仅能进一步提高再现图像的信噪比, 还能有效地消除记录物光路中位相物体引起的物光波前的畸变, 从而获得有较高保真度的再现图像. 此外, 在样品上进行了初步的角度复用体全息实验, 得到了无串扰、低噪声的结果.     

利用纠缠交换制备最大纠缠态

基于腔QED技术提出利用纠缠交换制备光子-光子和原子-光子最大纠缠态的简便方案.在制备光子-光子最大纠缠态方案中,腔只是被虚拟激发,原子和腔之间没有信息转换,大大降低了对腔品质的要求.在利用双光子共振相互作用制备原子-光子最大纠缠态方案中,只要对单原子的态进行测量,而不需要联合Bell基测量.     

基于双液晶相位延迟器调制的偏振光源

针对常规偏振发生器中机械转动带来系统误差大的问题,提出了基于双液晶相位延迟器调制的偏振光发生系统,该系统由偏振片结合两片液晶相位可变延迟器(Liquid Crystal Variable Retarder,LCVR)组成.利用液晶相位可变延迟器的电控作用,计算机控制双LCVR延迟量的不同组合,实现对入射光波偏振态的调制.通过对Stokes参数定义中的6种特定偏振态的测定,验证了此方案的可行性,偏振度的精度可达千分之一,可为系统定标和测试提供更加精确的偏振光源,并能大幅提高偏振测量系统的精度、节省实验时间.     

基于铯原子气室中超精细态光抽运的频率选择吸收滤波器

为了高效探测利用三能级A型原子系综Raman集体激发过程产生的非经典关联Stokes和anti-Stokes光子对,必须抑制由写脉冲或读脉冲在原子系综中产生的荧光背景,文章研究了基于铯原子气室中超精细态光抽运的频率选择吸收滤波器.通过理论计算以及实验测量,铯原子气室滤波器在温度为47.15℃时峰值透射率可达74.3％,信号光与其频率相差9.2 GHz的荧光背景的透射率抑制比可达26.7 dB.同时为了有效避免实验过程中原子气室引起的反射泵浦光对测量结果的影响,尝试采用空心泵浦光束用于超精细态制备,进而对泵浦光采用实心光束和空心光束两种情况下的实验结果进行了对比与分析.     

冷却囚禁原子的基本方法——磁光阱

 讨论了磁光阱的基本原理——光作用力理论和实验方法:用1对反向电流线圈和3对相互垂直的(上下左右前后)的圆偏振激光束照射气体原子,使原子受到耗散力被冷却,而且还会因受到非均匀光电场的梯度力作用而被囚禁与光束交汇中心,从而达到冷却囚禁原子的目的,为实现玻色-爱因斯坦凝聚奠定了基础.     

光子相位调制偏振编码/解码量子密钥分发系统

基于B92协议,提出相位调制实现偏振编码/解码的量子密钥分发实验系统方案。通过相位调制可以实现对光子偏振和相位的精确补偿,降低误码率。用算符来描述实验系统中的光学器件,态函数来描述光子的偏振态,算符对态函数的作用反映了光子偏振态的变化,便于理解光子偏振态的演化。这种编码的方案具有传输距离大和编码效率高的特点,而且经济、实用。     

基于偏振态颜色编码的晶体应力双折射成像

提出了一种基于双线偏振CCD-全Stokes参量测量的偏振态色度成像新方法. 通过分焦面Stokes参量测量与RGB颜色编码相结合,设计并研制了基于双线偏振CCD-全Stokes参量测量的偏振态色度成像系统. 利用该系统,获得了晶体模型应力双折射分布的偏振态色度图像,并与传统的光弹性应力测量法进行了比较,偏振态色度成像法不仅可以较高精度地测量应力双折射率,还可以测量其方向分布. 基于偏振态色度成像法的独特优势,结合共焦显微成像技术,对具有双折射效应的单层Sr₂TiSi₂O₈微晶进行了偏振态色度成像的研究. 结果表明:所提方法能够在一幅图中直观地反映物体的全部特征信息,有效地辨别由于晶体内部结构排列不同而导致的双折射特性差异,还可以通过观察微晶生长过程中双折射特性的变化,获取微晶的生长取向等相关信息. 研究结果为功能型微晶材料生长过程的动力学行为研究提供一种简单、有效的可视化方法.     

偏振光与偏振器件的矩阵分析

讨论了光的偏振态的矩阵表示和偏振器件的矩阵表示方法以及它们的应用。利用坐标变换关系，能快捷地求出偏振器件的琼斯矩阵；而当偏振光依次通过几个偏振器件时，只要连续应用矩阵相乘，就可以方便地求出透射光的偏振状态。矩阵表示法对于讨论偏振光偏振态的变化非常快捷方便。