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.     

基于旋转波片的偏振态检测方法研究

准确、稳定地检测光波偏振态在通信、生物医学等领域具有重要的应用价值.通过研究基于旋转波片的光波偏振态检测方法,采用1/4波片和偏振片搭建偏光调制结构对偏振光信号进行调制,运用傅里叶变换解调偏振参量的特征系数,利用复化辛普森方法进行离散数值积分,从而提高斯托克斯(Stokes)参量的计算精度.运用嵌入式和虚拟仪器技术设计偏振态检测系统,通过光学元件搭建偏振光进行检测验证.实验结果表明系统可实现偏振态的检测和偏振光波变化轨迹的追踪,其中Stokes参量检测误差为2.84%,偏振度检测误差为1.19%,偏振检测精度较高且系统稳定.     

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。     

斯托克斯参数的测量

光的偏振态往往与光源内在的各向异性相联系,在喇曼光谱、固体表面散射等研究中,测定光的偏振态可以给我们一些重要的信息;在束箔光谱学中,通过测定激发原子光辐射的偏振态,可以探求原子的排列和极化.我们用波片和线偏振器组成的系统测量偏振参数,并采用傅立叶变换,实验精度平均优于±0.005.目前,斯托克斯参数已是常用的描述偏振光的参量,它可以用实验方法予以精确测     

光波偏振态的相干矩阵表示及变换的研究

为从物理本质上揭示光波偏振态、偏振的叠加、混合和传播等概念和应用,利用相干矩阵方法分析光波偏振态。深入探讨了几种特殊意义情况下光波相干矩阵的特点及其可能的合成方式。选择部分偏振态通过线性光学元件和以布儒斯特角入射介质分界面时透射光偏振特性分析的典型例子,揭示了光波偏振态的变换问题。并在邦加球中以图解形式表示光波偏振态的几种合成形式及相干矩阵传输前后的偏振态变换。图解法使物理量的代数表示几何化,能更形象地描述偏振态的物理意义。分析表明,完全描述光波的偏振特性需要相干矩阵的本征值和本征态共同表征。     

典型粗糙表面的退偏振特性实验研究

为讨论典型粗糙表面对P偏振入射光的退偏振能力,运用斯托克斯矢量-密勒矩阵方法描述光波偏振态的变换过程。在P偏振入射光的情形下,推导了典型粗糙表面密勒矩阵中各元素测量的理论模型。根据理论模型,通过实验测定了不同标准典型粗糙度表面和典型目标表面密勒矩阵的M11/M00值,结果表明:随着表面粗糙程度的增大,M11/M00值逐渐减小;金属目标的M11/M00值高于0.61,迷彩布、木板和水泥板等目标的值低于0.3,金属目标和其他目标对P偏振光的退偏振特性存在显著差异。     

庞加莱球的光纤应力测量

推导用斯托克斯参数表示的光纤应力计算公式．指出在一个无损耗单元内,从一个偏振态到另一个偏振态的任何变化,都对应着庞加莱球相对于直径的一个旋转．如果令球的半径为R=k(相位应力系数),则压应力F可用球与S2OS3平面相交圆上的一段大圆弧表示．当入射光为线偏振光时,若单模光纤无固有双折射,则F=k[tg^-1(S3/S2)];若单模光纤存在固有双折射,可将固有双折射看成-初始附加压力Fo的作用结果．给出斯托克斯参数测量值和光纤应力计算值．并比较实际外加应力．结果与实际情况相符。     

采用Zygo干涉仪测量LCOS相位调制特性的研究

该文介绍了LCOS的基本结构和光波调制原理,当光波的偏振方向与液晶分子的光轴相一致时,LCOS处于纯相位调制模式。介绍了Zygo干涉仪测量相位差的原理,针对北京杏林睿光公司生产的RL-SLM-R2反射式纯相位LCOS采用美国Zygo干涉仪进行了相位调制特性测量,并根据干涉仪原理对结果进行修正,得到了准确的相位调制特性曲线,其调制范围为0~0.715 4λ。该实验开创了一种新的相位调制度测量方法,对更好地使用液晶空间光调制器有重要意义。     

光电信息检测综合设计实验教学探索

该文介绍了电子科技大学在光电信息检测综合设计实验中的教学探索。围绕光波参数调制与信号解调系统、光学传感系统、光纤传感系统三方面内容共开设了7个综合设计实验项目。实验覆盖光波强度、相位、偏振、波长调制方法与信号解调,一维到三维的光电测量,从单点、数组式到分布式的结构。该文以激光测径系统的设计与实现为例,介绍了在综合性、设计性实验中,如何引导学生综合运用理论知识,设计并搭建光电信息检测系统,培养学生面向工程的应用能力和创新能力。     

新型负系数微波光子带通滤波器设计

提出了一种基于偏振调制的负系数带通微波光子滤波器结构,克服了正抽头系数低通滤波的限制,并对所提结构的可行性进行了详细的理论分析和仿真实验验证.系统利用偏振调制器特殊的相位调制特性,通过控制抽头光信号的偏振态,实现了相位调制到强度调制的转换,实现了2抽头的正、负系数带通滤波器.调节PC2和PC3,当上下2路抽头光信号的偏振态方向满足θ1=π-θ2时,实现了负系数带通滤波器;当满足θ1=θ2时,实现的是正抽头的低通滤波器.     

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.     

延迟器与光偏振态关系的图解分析法

用图解方式对光通过单一延迟器或复合延迟器后的合成偏光状态情况进行了分析，直观地说明了入射光方位、延迟相位、延迟器方位角、合成光方位角和椭圆率以及合成光旋转方向之间的相互关系。     

LD泵浦光入射方向和偏振方向对钨酸钾钆激光晶体荧光性能的影响

研究了泵浦光的不同通光方向和偏振方向对Nd^3＋：KGd（WO4）2晶体和Yb^3＋：KGd（WO4）2晶体荧光光谱的影响．实验表明在不同情况下对晶体荧光强度影响较大，因此在设计用激光二极管泵浦的激光器时，应考虑合适的泵浦光偏振方向和入射在晶体上的轴向，其中泵光的通光方向比泵浦光偏振方向对晶体的荧光强度的影响更大．对按晶轴切割的这两种晶体，相同实验条件下，荧光强度Ic〉Ib〉Ia；对于按折射率主轴切割的荧光强度INp〉INg〉／INm；在通光方向为c轴，偏振方向平行b轴时得到了最大的荧光强度．     

金属目标表面的反射激光偏振特性

 针对目前激光近程探测时仅利用漫反射回波强度信息抗干扰能力差的问题,提出基于激光偏振特性的目标探测方法,对金属目标表面的激光偏振特性进行了分析,给出了偏振反射的模型,并对典型金属目标的表面偏振反射特性进行了仿真.通过对反射光Stokes矢量的分析表明,线偏振光或圆偏振光经过金属表面反射后变为椭圆偏振光,其椭圆度和方位角随金属材质的不同而呈现不同的变化规律,将反射的偏振特性作为区分不同材料目标的依据,可提高探测系统的抗干扰性能.     

清远连州CINRAD/SA-D型业务试验双偏振天气雷达技术评估

以北京敏视达雷达有限公司生产的国内首部S波段业务试验双偏振雷达（清远连州CINRAD/SA-D型）为研究对象,从硬件升级、在线/离线标定方法、信号处理及软件技术等方面与美国WSR-88D双偏振天气雷达进行比对分析,重点对采用机内信号源法的长期标定结果和小雨数据全链路标定结果进行统计分析.研究结果表明:机内长期标定情况下,差分反射率因子ZDR和差分传播相位φDP的统计方差分别为0.205 3 dB和1.135 8°;通过关键参数筛选出的业务观测小雨数据,ZDR的标准差值控制在了0.5 dB以内,这些结果与美国天气雷达标定指标相当.      

地物偏振反射数据的获取与数据库的建立

典型地物偏振反射数据库系统是一个建于微机上的系统,该系统利用地物偏振反射测量装置与微机接口自动采集数据,目前,已建立单叶植被、土壤、岩矿、水体４个类型的偏振反射数据库,共采集数据４０多万个,不仅实现了偏振光数据与参数的快速查询,而且可以将调用查到有关数据进行屏幕上的实时绘图和多种分析,该系统的建立可为偏振光遥感技术的研究和应用提供信息服务,同时也为遥感信息的目标获取提供了一个新的手段。     

MoSi2低温氧化生成相的热力学分析

利用金属氧化理论 ,从热力学角度分析了MoSi2 低温长时间氧化后 ,表面氧化层中不同相存在的可能性和优先性 ,并讨论了挥发性MoO3相生成的条件 结果表明 :4种氧化反应均能在空气中自发进行 ;从反应进行的难易次序说明了实验中MoSi2 材料低温氧化时生成的Mo8O2 3相衍射峰强较大 ,而Mo5 Si3相峰强较小、且未出现MoO3相的原因 ;指出了Mo8O2 3转化为挥发性MoO3相的氧压条件 ,从而为避免“PEST”现象提供理论依据 图 1 ,表 3,参 1 1     

光纤差压压力计设计

传统的差压压力传感器是以非电量(差压)到电量(电容等)的转换为基础的，因此，在测量的灵敏度、精度、动态范围以及应用的场合方面都受到一定限制．介绍一种非光量转换为光量的新型检测方法．它以弹性膜片作预变换，将差压转换成位移，再通过光纤干涉测量检测相位移，得出差压的大小．在此系统中，采用数字化信息处理技术，改进的计算方法使检测的主要指标得到较大提高，并能应用到对电磁干扰要求较高的场合。     

光学外差法检测超光滑表面粗糙度

随着加工技术的发展,超光滑表面粗糙度的测量变得越来越重要．讨论了一种利用光学外差法检测超光滑表面粗糙度测量系统,采用Ｚｅｅｍａｎ效应激光管得到差频光束,提出了新的优化测量光路．该光路仅使用一个半波片改变一路光束的偏振态,不仅克服了以前广泛使用的类似测量系统中光路具有可逆性的缺陷,保证了系统的稳定性,且同时使接收端光束的偏振态方向一致,使干涉信号可见度最大,提高了系统的信噪比和测量精度．采用两光束同心聚焦扫描方法可实现表面粗糙度的绝对测量．光路结构简单,实用性强．通过样品测量研究了本系统的测量稳定性和测量精度．结果表明,系统对表面粗糙度测量精度均方根值小于１ｎｍ．     

静态光谱偏振差分成像技术研究

提出了一种基于液晶可调谐滤光片(liquid crystal tunable filter,LCTF)和液晶可调谐相位延迟器(liquid crystal variable retardation,LCVR)的静态光谱偏振差分成像技术。采用液晶可调谐相位延迟器实现不同波长成像光束的偏振方向旋转,采用液晶可调谐滤光片实现波长选择和检偏,通过程序控制实现透过波长及其两个正交线偏振态的设定,面阵光电探测器完成两个正交线偏振态图像采集,再经过图像处理获取光谱偏振差分图像。完成了原理样机的研制,取得了初步试验结果。该技术没有任何机械运动部件,具有稳定性好、操作灵活、数据处理简单直观等优点。