激光陀螺中的非互易光学效应

在激光陀螺中．为把工作点偏离闭锁区。必须采用某种对反向行波为非互易的偏频 技求。在四频差动和磁镜偏频激光陀螺中，利用的Ｆａｒａｄａｙ效应、极向、横向磁光Ｋｅｒｒ 效应和石英旋光效应．在形式上都可以用介电张量中包含有非对角、对称的共轭复元素 来概括。本文讨论了这类非互易旋光张量下的波矢面及简正模的基本形式。从而对上述 各类非互易效应及它们在激光陀螺中的应用作普遍性的讨论，同时对这些非互易性元件 在偏频中所引入的一些误差也作了理论分析。     

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.     

一种基于保偏光纤干涉结构的稳定光谱测量方法

本文提出一种用于光谱测量的保偏光纤干涉结构.该结构基于保偏光纤、法拉第旋转镜、偏振分束器和保偏光环形器等光纤器件的.结构中采用的压电陶瓷光纤相位调制器,使干涉工作在光程线性调制区域,以减小压电陶瓷非线性光程调制产生的误差.结构中的法拉第旋转镜、保偏光纤及保偏光器件的结合使用保证了传输光的偏振稳定性,消除偏振衰落效应的影响,保证了稳定的光谱测量结果.实验测试了SLD光谱,测得结果和光谱仪测得结果一致,结果表明该系统测量光谱的稳定性.该系统可用于提供光纤传感器和通信应用中常用光源(如二极管激光器、LED和半导体激光器等)的光谱分析.     

全光纤型磁光开关的设计

光开关是全光网络中的关键器件,主要用来实现光层的路由选择、波长选择和光交叉连接等功能。研制一种利用法拉第效应、光纤型偏振分/合束器、磁光晶体光纤高速磁场控制技术的全光纤磁光开关。这种微型的磁光开关具有开关速度快、结构简单、柔韧可弯曲和易于集成等特点。     

光纤陀螺的温度试验及温度补偿方法研究

分析了引起光纤陀螺非互易性效应的原因，针对光纤陀螺光、电路部分各自的特性对光纤陀螺整体温度特性的影响进行了高低温试验研究，并对温度试验结果进行了分析，试验结果证明了对光纤陀螺温度特性的理论分析．在试验研究的基础上给出了实施的温度补偿方案及补偿结果，并对补偿结果进行了分析．     

光纤陀螺中光纤环非互易效应及其补偿技术

阐述了影响光纤环性能的主要因素,理论给出温度梯度及应力造成的光纤陀螺非互易相移.详细讨论了减小温度与应力作用对光纤环影响的技术途径.引入光纤环质量评价方法.     

双折射光子晶体光纤横截面上偏振态的不一致性

利用全矢量特征方程得到光子晶体光纤中的模式特征后,忽略光纤损耗、三阶以上的色散和非线性,研究了高斯脉冲在椭圆孔光子晶体光纤中传输时的矢量演化特性,得到光纤中任意时刻的横向电场分布及两个偏振分量之间的相位关系.在双折射光子晶体光纤同一横截面上,不同位置的两个偏振态分量之间相位差不同,因而总电场的偏振态不一致,光电场和固有双折射引起的偏振态之间的相位差都关于光纤中心对称.     

光纤陀螺中的相位差与谐振频率差的推导及理论分析

光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的环形干涉仪,常见的光纤陀螺包括干涉型和谐振型。首先,对于这2种光纤陀螺,本文采用了以惯性空间为参考系的路程叠加法证明了Sagnac效应是一种与介质无关的纯空间延迟,有效折射率n对Sagnac时间差Δt和光程差Δδ均没有影响;其次,对于干涉型光纤陀螺,有效折射率n对Sagnac相移差Δφ也没有影响;再次,对于谐振型光纤陀螺,文中提出了2种方法,即基于激光物理学中的行波谐振腔理论和基于多光束干涉机理,求出谐振环形腔的谐振频率差Δνq的表达式,其与光纤环匝数N无关。最后,得出光纤陀螺中的相位差Δφ和谐振频率差Δνq之间所满足的关系,并分别从数学形式和物理意义上对这一关系作出分析。2种陀螺的光路结构虽不同,但可使用统一的模型表达及分析光学物理量之间的关系。     

光纤陀螺光路传输模型仿真

为了分析偏振耦合误差对光纤陀螺(FOG)干涉输出的影响,根据实际的光纤陀螺的光路物理模型和琼斯矩阵理论,建立了分立光学器件及光纤焊接点传输模型,并最终推导出完整的光路系统传输模型。结果表明:光纤熔接角、偏振耦合点位置和多功能集成相位调制器的消光比都会产生偏振耦合误差;在偏振耦合误差变化以及存在相位噪声的情况下,将导致干涉输出产生噪声波动。该成果对光纤陀螺光路设计和误差抑制具有一定的参考价值和指导意义。     

阶跃型多模光纤模式场的圆偏振分量

本文分析了将阶跃型多模光纤模式场横向分量表示成左右旋偏振波叠加形式的物理基础,导出了圆偏振分量的表达式.最后用圆偏振分量讨论了光纤中模式场的偏振特性和光强分布以及用空间滤波技术激励单模等问题.     

分布式光纤传感器系统测量原理

光在光纤中传播.光与介质中光学声子、声学声子发生碰撞,会产生后向散射的光,这些后向散射的光的频率、强度均会发生改变。其改变量的大小与折射率等有关,而折射率等因素受光纤的应变、温度的影响。     

偏振涡旋孤子光束能否携带涡旋相位

理论上研究了柱对称矢量光束在克尔非线性介质中形成的偏振涡旋空间光孤子,并把这种新奇的光孤子与传统的相位涡旋空间光孤子作了比较.最终分别在直角坐标系和极坐标系下证明了这种偏振涡旋孤子光束不能携带涡旋相位.     

非对称TMP耦合实现非互易性传输

磁光结构中的OTS或者TPP可能会呈现非互易性。提出将一金属层嵌在2个不同的MPC之间,进行简单易行的非互易性传输,推导出TM波在外磁场Voigt效应下的磁光材料传播时的传输矩阵,得到了研究两非对称Tamm磁等离子体激元(TMP)结构的传输矩阵和透射率、场分布的计算方法,实现了可调的非互易性传输通道。     

光纤磁致伸缩传感器灵敏度的研究

研究了光纤磁致伸缩传感器的灵敏度与其磁致伸缩套层厚度的关系.从磁致伸缩应变的一般公式出发,应用力学平衡条件,可求出光纤与磁致伸缩套层粘合后的共同应变,根据光弹理论的公式,即可给出灵敏度与套层厚度关系的明确表达式.     

线偏振光在非均匀折射率光学介质层界面上的反射

讨论了线偏振光从非均匀光学介质层上下两表面反射出两束光迭加后导致偏振态的变化，特别以射后偏振态为圆偏振光的条件，并给予初步实验证实。     

光的偏振与光矢量的相位及其方向的关系研究

研究光在介质中传播时,相位和偏振方向的关系及相位对光矢量指向的影响,表明相位与偏振方向无关,相位的变化对光矢量指向的影响能用相关公式进行处理.     

角动量视角下椭圆偏振激光场中的高次谐波生成研究

采用非微扰形式散射理论研究了椭圆偏振的强激光场中高次谐波的生成过程.把椭圆偏振激光场处理为左旋和右旋圆偏振激光的叠加,讨论了谐波生成过程中的角动量转化问题.研究发现,强激光场中高次谐波生成(HHG)的许多基本特征,都是角动量守恒的体现.用相位Bessel函数描述多光子跃迁过程,得到了谐波产生的几率幅公式,还展示了高次谐波产率随椭圆偏振度的变化.     

全光纤分布式传感定位系统偏振稳定性

从理论上分析了全光纤分布式传感定位系统的偏振变化会影响到干涉的调制深度和初始相位,针对实际应用,设计了一种简单的全光纤分布式定位系统的改良结构,通过法拉第旋转镜的使用,提高系统对感应段光纤偏振变化的不敏感性,提高了系统的实用性.通过实验验证了改良结构的稳定效果.     

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。     

光隔离器隔离度的理论分析

针对影响光隔离器性能的诸多因素，基于磁致圆偏振二向色性（MCD）的理论，利用琼斯矢量和矩阵光学的方法分析了法拉第旋转角精度，材料本身的吸收以及MCD对偏振相关型光隔离器隔离度的影响，得出了它们与光隔离器隔离度的解析表达式，研究结果对光隔离器的优化设计具有一定实际意义。