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.     

偏振光经过1/4波片后偏振态的变化

利用Jones矩阵研究偏振光通过1/4波片后偏振态的变化,主要计算线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光通过1/4波片后偏振态的变化.计算结果表明,入射线偏振光的偏振方向与波片快(慢)轴一致时,出射光仍为线偏振光;偏振方向与波片快(慢)轴成π/4角时,出射光为圆偏振光;偏振方向与波片快(慢)轴成任意角时,出射光为椭圆偏振光;而入射椭圆偏振光的椭圆主轴与波片快(慢)轴一致时,出射光为线偏振光;椭圆主轴与波片快(慢)轴成任意角时,仍为椭圆偏振光;若入射光为圆偏振光,则出射光为线偏振光.     

偏振光器件作用效果的Poincare球表示

为更加形象直观地描述全偏光通过偏振光器件后的变换规律,以表示全偏光的Stokes矢量和表示偏振光器件的Mueller矩阵为基础,推导出了入射全偏光分别通过线偏器、旋光器和延迟器（波片）后的Stokes矢量,通过比较入射光偏振态和出射光偏振态在Poincare球上的位置关系,分析了前后偏振态的变换规律,结合数学表示和几何表示在Poincare球上清晰明确地表示出了偏振光器件的作用效果.     

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.      

高密度光栅自成像中的偏振效应

利用时域有限差分方法分析了不同偏振态下,不同周期高密度光栅1/2泰伯距离处的自成像,数值结果显示当光栅周期在2λ～3λ时,不同偏振态下,光栅的自成像差别最大。采用扫描近场显微镜技术,在实验上验证了这一现象。同时,利用严格耦合波方法分析了光栅的傅里叶谱,即远场分布,发现同近场分布存在着一定的对应关系。     

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.     

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     

二向色性对磁性液体波片性能的影响

给出了线偏振光通过具有二向色性λ/4波片后偏振特性的解析式。以一种典型的磁性液体实验数据为基础,借助计算机进行数值模拟,讨论了二向色性对λ/4磁性液体波片性能的影响。模拟结果显示,考虑λ/4磁性液体波片的二向色性在多数情况下是重要的和必要的。研究结论表明：磁性液体作为一种磁场诱导双折射和二向色性共存的材料,用在偏振光学中,有必要考虑其二向色性。     

三维光弹性定律的两种分析方法

本文分别以琼斯矩阵法和邦加球上圆锥滚动理论分析并证明了三维光弹性定律,揭示了入射线偏振光在三维光弹模型内的偏振变换规律以及外部等效特性。     

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。     

扭转椭圆双折射光纤的本征值问题

求得由光纤长度、双折射参数和扭转速率表达的扭转椭圆双折射光纤Jones矩阵和Mueller矩阵的本征值、本征矢、本征偏振态和对应的等效双折射矢量及其在Poincare球上的表示，给出任意椭圆偏振态关于本征偏振态分解的幅值和光强表达式，并对扭转椭圆双折射光纤的拍长等问题作了初步讨论.     

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.     

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.     

光波偏振态的静态测量研究

通过测量目标辐射或反射、散射的光波偏振态,能够在基于强度、光谱等目标探测的基础上利用偏振信息提高目标识别概率,因此已经开发出很多关于光波偏振态的测量系统。针对传统的光波偏振态测量系统难以应对光波偏振态快速稳定测量的挑战,利用铌酸锂晶体作为相位延迟器,利用其电光调制特性,通过加载四个不同的外加电压实现对待测光波的相位调制,从而对应探测器上获得不同的光强值,通过相关数据处理可计算出待测光波的斯托克斯参数,并以此表示待测光波的偏振态,该方案具有静态测量、响应速度高的特点。光波偏振态实验测量结果表明,待测光波斯托克斯参数的偏差不超过±3%,能够比较准确地反映表示被测光波偏振态的斯托克斯参数,证明了方案的可行性。     

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.     

双折射波片用于发散光束的位相延迟研究

利用光线追迹法，给出了双折射波片对于任意空间入射光线的相位延迟的严格计算公式和近似处理方法（对小角入射），并对标准λ/4波片用于发散光束时的相位延迟分布做了详细讨论。     

关于平面上二阶椭圆型方程解的Hlder估计

本文讨论了平面有界区域上,散度形式的二阶椭圆型方程的Dirichlet问题:■的弱解的全局Hlder估计。其中,α~(if)(x)是Ω上的有界可测函数,且满足■对一切x∈Ω,ξ=(ζ1,ξ2)∈R~2成立;λ_1>0,λ=λ_1/λ_2。本文证明了(1)、(2)的解u∈W~(1.2)(Ω)∩C°■在φ∈C~β(■Ω)和边界满足适当条件时,可以有βrπ/2(2π-α)(r<1/2(1 λ)λ~(1/2),0≤α≤π)的全局Hlder连续性,比K. O. Widman 1969年两种情况的结果都好。     

特异表面的异常折射特性研究

基于特异表面中各点的相位延迟精确可调的特性,设计了适用于太赫兹波段的特异表面,可用于实现光束传播方向的任意剪切和波前整形。对比研究了折射特性随入射光偏振态和相位分布不同而变化的规律,为实际应用提供了可靠的理论依据。     

液晶相位可变延迟器可见光波段色散特性的实验研究

为了获取简单易控的相位可变延迟器,实现不同波长入射光偏振态的可控调制,利用偏光干涉法获得了可见光波段液晶相位可变延迟器(LCVR)在π/2、π和2π相位延迟下驱动电压与入射光波长的关系特征曲线,测量结果具有很好的重复性。结果表明,LCVR所需的驱动电压随入射光波长按e指数规律递减,并拟合得到它们的函数关系式。该实验结果对于LCVR偏振控制系统的检测、设计、制作和使用都具有一定的参考价值。     

周期受击陀螺的保真度隧道效应及能量量子期待值

研究一个周期受击陀螺的保真度、隧道效应和能量量子期待值.研究发现,随着打击强度λ的增加,经典相空间结构从规则的轨道到出现岛再到完全混沌.当参数取为α=π/2,λ=3.0时,以相空间的稳定固定点处的周期轨道对应的相干态作为初始态的保真度最高,而且随时间呈周期性变化;以规则区域对应的相干态作为初始态的保真度呈不规则的变化;以混沌区域对应的相干态作为初始态的保真度有很大幅度的下降.当参数取为α=1.0,λ=2.0时,相空间中两个岛中心对应的相干态可以相互遂穿,隧穿周期随混沌的渗透大幅度缩短.经典相空间中规则区域和混沌区域的相干态对应的能量量子期待值随时间的变化表现出准周期性,但是有不同的表现形式.