在交联的偶氮聚合物材料薄膜上制作了轴对称相位延迟片。基于偶氮聚合物的光致异构特性,搭建了偏振光诱导装置。将偶氮薄膜材料放在可旋转的平台上,激发光照射在旋转台的半径方向从而在薄膜内部诱导形成轴对称分布的偶氮分子阵列。利用探测光实时检测偶氮薄膜在激发光的作用下的相位延迟量。通过编写软件,在计算机上记录下制作过程中探测光通过放置于正交偏振片组中的偶氮薄膜的光强曲线。制作完成后,通过搭建的轴对称延迟片主轴测量光路,对延迟片的轴对称性进行了测量,并用CCD记录下了测量图案。实验测得薄膜材料的双折射达到0.0205,厚度为3 μm,相位延迟为65°。

研究了利用高双折射的c切钒酸钇(YVO4)晶体产生轴对称偏振光(包括径向偏振光和角向偏振光)的原理和实现方法,搭建了轴对称偏振光产生及定性测量平台。实验结果表明,当输入光为圆偏振光时,输出光为偏振态关于中心对称、强度均匀分布的轴对称偏振光;当输入光为线偏振光时,输出光偏振态关于中心对称,强度沿圆周呈余弦分布。轴对称偏振光在光操纵、材料加工和高分辨率显微测量等领域具有广泛的应用前景。

设计了偏振光直写平台,基于此平台进行了相位光栅的刻写和研究.从实验上分析了不同的激光强度、偶氮高分子聚合物材料对相位光栅的衍射效率,重复刻写性,光栅表面起伏及偶氮聚合物折射率变化的影响.分析了光栅各衍射级次的偏振特性.这种相位光栅制作方法简便,刻写环境要求不高,室温下相对较稳定,而且光栅系数可以方便的调整,相比相位全息制作方法容易进行大范围光栅的刻写.在集成光学,光波导,光通讯领域有广泛的应用前景.

研究了不同偏振全息模式下基于交联偶氮苯聚合物薄膜的相位光栅的形成机理、衍射效率和偏振特性。利用琼斯矢量表征了正交线偏振(SP)和平行线偏振(SS)干涉模式下的偏振干涉场。基于SP和SS两种模式, 制作了无明显表面起伏的纯折射率光栅和有表面起伏的浮雕光栅。偏光显微镜(POM)观测说明纯折射率光栅具有周期性的折射率分布; 近场光学显微镜(SNOM)探测说明纯折射率光栅和浮雕光栅的表面起伏在5 nm以下和85.23 nm。实验表明, 当探测光为水平偏振时, 纯折射率光栅的衍射效率达到22.2%, 浮雕光栅只能达到1.65%。纯折射率光栅的0、+1级衍射光分别为水平和竖直线偏振光, 偏振度达到0.9969和0.9963; 浮雕光栅的0、+1级衍射光均为水平线偏振光。