消色差相位延迟器可以在较宽光谱范围内获得所需要的相位延迟量，是偏振光调制的核心元件之一。根据严格耦合波理论和遗传算法，提出了一种基于夹层式亚波长金属介质膜光栅的宽光谱消色差相位延迟器的设计方法，并设计了一种在900~1200 nm波长范围内实现消色差的相位延迟器，其相位延迟量在90°左右的最大偏差小于 2.3%，且横电波和横磁波的衍射效率均高于90%。数值分析表明，所设计的消色差相位延迟器对槽深和入射角具有较大的工艺容差。该消色差相位延迟器设计简单，性能稳定，具有重要的应用价值。
光栅 亚波长光栅 消色差相位延迟器 严格耦合波理论 遗传算法 衍射
1 北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室，北京 100191
2 北京航空航天大学惯性技术国防科技重点实验室，北京 100191
建立了局部放电引起保偏光纤(PMF)两偏振模间相位延迟变化的模型。将熊猫型保偏光纤(P-PMF)和保偏光子晶体光纤(PM-PCF)分别接入萨格纳克干涉仪进行实验研究，发现局部放电使应力型P-PMF 的相位延迟变小，使形状型PM-PCF 的相位延迟变大，且改变放电电流大小和持续时间可有效改变相位延迟调节量，为调节PMF 中两偏振模间相位延迟提供了实用技术。搭建了在线光纤波片制作装置，进行了PM-PCF 光纤1/4 波片制作的实验研究，实现了0.15°的相位延迟精度。多次实验结果表明，采用该技术可保证约0.24°的相位延迟精度。该技术具有操作简单、成本低等优点，可有效提高光纤波片的相位延迟量精度和制作效率。
光纤光学 光纤波片 电弧放电 光纤相位延迟器
为了研究相位延迟器的Jones矩阵,采用理论推导和分析的方法,得到了统一的Jones矩阵表达式,并对一些文献中的Jones矩阵做了修正及说明。对λ/n波片,采用理论分析和实验验证的方法,分析验证了相位延迟量对延迟器Jones矩阵的影响。结果表明,对λ/n波片,波片厚度与材料光性对偏振光产生的物理影响等效;但对Jones矩阵的影响则不同,取快轴与x轴成θ角时,波片厚度对Jones矩阵有影响,材料光性对Jones矩阵无影响。
物理光学 Jones矩阵 相位延迟器 快轴 慢轴 physical optics Jones matrix phase retarder fast axis slow axis
上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 201800
采用延迟器与旋光器的串联模型, 研究磁场中双折射光纤的偏振传输特性, 将它们的琼斯矩阵按照两种不同的顺序级联相乘, 导出了两种等效模型中等效相位延迟量、等效快轴方向和等效旋光角的解析表达式。研究发现, 当光纤同时具有线双折射和圆双折射时, 单位长度的等效相位延迟量并不等于其固有的线双折射, 等效旋光角也不等于其法拉第旋转角, 它们同时都与光纤的固有线双折射和磁场引起的圆双折射相关联。且在不同级联顺序的两种等效模型中, 等效相位延迟器的快轴方向都不与光纤的双折射主轴重合, 而是分别向两个相反的方向偏移一定的角度, 偏移角为等效旋光角的一半。
光纤光学 双折射光纤 法拉第效应 相位延迟器 旋光器 琼斯矩阵
1 泰山学院 物理与电子科学系, 山东 泰安271021
2 曲阜师范大学激光研究所, 山东 曲阜 273165
菱体型相位延迟器是高度消色差的λ/4相位延迟器。由于材料折射率色散的影响,在可见光范围内,仍存在2°的延迟偏差。为满足精确应用和测量的需求,从相位延迟的全反射相变理论出发,阐述了斜入射相位延迟原理,以菲涅耳菱体为例,分析了菱体型相位延迟器相位延迟随其入射角变化的规律性,结果表明:当光线非严格准直时,光的入射角对相位延迟量有明显的影响,延迟量不但对入射角变化敏感,而且还与入射光线的入射方位密切相关,呈不对称形式。当入射光的波长改变时,只需改变菱体延迟器的方位,让光线在菱体的前端面上斜入射,适当选取入射角,就可以补偿相位延迟的色散偏差,使同一菱体达到对不同波长都满足λ/4相位延迟。当角度调整精度Δi=±0.01°时,引入的延迟偏差不超过±0.009°,这一精度是其它石英波片或云母波片所不能比的。
激光技术 延迟与色散 λ/4延迟器 斜入射 高精度
1 同济大学 物理系 精密光学工程与技术研究所，上海 200092
2 中国科学院 高能物理所 同步辐射实验室，北京 100039
3 中国科技大学 国家同步辐射实验室，安徽 合肥 230029
研究了极紫外宽带多层膜偏振光学元件,包括反射式检偏器与透射式相移片.基于Mo/Si非周期多层膜结构,采用解析与数值优化相结合的方法进行了多层膜的设计;采用磁控溅射技术制备了多层膜.利用X射线衍射仪对非周期多层膜的结构进行了表征,利用德国BESSY-Ⅱ同步辐射实验室的偏振测量仪对多层膜的偏振特性进行了测试.测量结果表明,在13～19 nm波段,s偏振分量的反射率高于15%;在15～17 nm波段,获得了37%的反射率.宽带多层膜同样可作为宽角偏振光学元件,在13.8～15.5 nm波段,宽带透射相移片的平均相移为41.7°.采用所研制的宽带多层膜相移片与检偏器,建立了宽带偏振分析系统,并对BESSY-Ⅱ的UE56/1 PGM1光束线的偏振特性进行了系统研究.这种宽带多层膜偏振光学元件可以极大地简化极紫外偏振测量.
偏振光学元件 多层膜 相移片 检偏器 极紫外 同步辐射 polarization element multilayer phase retarder polarimeter extreme ultraviolet synchrotron radiation 光学 精密工程
2007, 15(12): 1886
消色差相位延迟器是在某一宽度光谱范围内使用的光相位延迟器件。从相位延迟的全反射相变理论出发,对斜入射消色差相位延迟原理进行阐述,参考菲涅耳棱镜的具体设计形式,对引起相位延迟变化的参量进行分析,通过选择合适的材料新设计出了特殊角度入射的高精度相位延迟器,其理论曲线显示,在365～1150 nm的光谱区域内延迟偏差小于0.4°,是常规相位延迟器在相同条件下的五分之一,是一种宽广谱范围内、负延迟偏差小、精度高的消色差相位延迟器。
激光技术 偏振与色散 延迟器 消色差 高精度
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
水晶波片是一种双折射率的晶片,因此,在镀制增透膜时,不但要考虑其双折射率的增透效果,而且需满足晶体ο光及e光的位相角延迟问题。从优化膜系设计,选择膜料,改变工艺来镀制增透膜, 目前已基本满足水晶波片的使用要求,并形成小批量生产。
水晶波片 增透膜 位相延时角
本文讨论了光隔离在收发合置相干激光雷达中的作用.分析了波片和内反射方式的1/4λ位相推迟器的特点,并研制了用于光隔离的多晶锗1/4λ菲涅耳菱体.该菱体较好地用于CO_2激光外差接收系统中,其能量转换效率达到93%以上.
光隔离 位相推迟器 相干激光雷达
