西安邮电大学通信与信息工程学院， 陕西 西安 710061
为解决量子信令在远距离传输过程中的纯化中继问题,提出了基于两级偏振分光镜的纠缠纯化方案。 采用三个偏振分光镜构建方案,第一级含一个偏振分光镜,第二级有两个偏振分光镜,让混合态的量子信令 纠缠态通过两级偏振分光镜后,会产生一对新的纠缠态,继而用新的纠缠态来替代原来的混合态,最终实现 纯化的目的。对每一种输入态进行分析验证,结果表明,所提出的纠缠纯化方案可以有效地实现量子信令的纯化, 具有很好的应用性和操作性。该方案的研究对未来量子通信中信令的传输具有一定的技术参考作用。
量子光学 量子信令 偏振分光镜 纠缠纯化 纠缠态 quantum optics quantum signaling polarization beam splitter entanglement purification entangled state
1 深圳大学 机电与控制工程学院，广东 深圳 518060
2 深圳市传感器技术重点实验室，广东 深圳 518060
提出了一种新型激光外差干涉椭偏测量术用于实现纳米级精度的薄膜厚度测量。采用偏振光p和s分量透射比、反射比、反射相移、透射相移共同表征非偏振分光镜(NPBS)的退偏效应，建立了相应的误差模型，从而研究了多层介质膜NPBS的退偏效应和方位角对椭偏参数误差的影响。研究结果表明，由环境温度、入射角和光束偏振态的变化引起的NPBS退偏参数的漂移对椭偏测量精度影响很大，且无法通过标定来降低。为实现纳米级测量精度，NPBS的对准误差需要控制在0.1°以内。相对而言，用于合光的NPBS方位角误差对测量精度影响较大，NPBS所导致的膜厚测量总误差约为1.8～2.5 nm，说明NPBS是马赫曾德尔干涉式椭偏仪的一个不可忽视的误差源。
椭偏测量 干涉式椭偏仪 非偏振分光镜 膜厚测量 退偏效应 方位角误差 ellipsometry interferometric ellipsometer film thickness measurement nonpolarizing beam splitter depolarization effect misorientation angle 光学 精密工程
2012, 20(11): 2373
1 深圳大学机电与控制工程学院, 广东 深圳 518060
2 深圳市传感器技术重点实验室, 广东 深圳 518060
除了激光源、偏振分光镜（PBS）和波片等偏振器件之外，非偏振分光镜（NPBS）也是外差干涉仪中重要的非线性误差源。研究了多层介质膜NPBS的退偏效应和方位角对非线性误差的影响。采用p、s分量透射比、反射比、反射相移和透射相移共同表征NPBS的退偏效应，并逐项分析了其非线性误差模型。如果入射光束为理想线偏振光，则只有NPBS的反射相移和透射相移影响测量精度。如果入射光束存在偏振椭圆化和非正交，则NPBS的方位角、透射比和反射比、相移等参数的变化都会引入非线性误差，误差曲线的斜率受椭圆率和非正交角的影响。因此选用不同的激光源，同一个NPBS产生的非线性误差大小不同，一般可达几个纳米量级。为了实现纳米/亚纳米级精度的外差干涉测量，选择性能稳定的NPBS，特别是NPBS退偏效应与激光源输出偏振态之间的匹配非常重要。
测量 外差干涉仪 非线性误差 非偏振分光镜 退偏效应 方位角误差 光学学报
2012, 32(11): 1112008
1 北京航空航天大学 电子信息工程学院，北京 100191
2 中国空间技术研究院，北京100094
研究了马赫曾德尔单频干涉仪对可调谐激光器进行频率监测时非理想1/4波片和偏振分光镜引入的非线性误差。借助琼斯矩阵对干涉仪建模，理论推导了系统误差公式。理论分析和数值仿真发现：系统的非线性误差为一次谐波误差和二次谐波误差的线性叠加；系统中2个偏振分光镜倾斜角度的非对称主要导致一次谐波误差；波片倾斜角度误差、偏振分光镜倾斜角度误差以及波片相位延迟误差主要导致二次谐波误差，总二次谐波误差近似表现为此3类误差源独立产生的误差的线性叠加；当偏振分光镜消偏比较大时，其产生的误差可忽略。
光学测量 非线性误差 马赫曾德尔干涉仪 波片 偏振分光镜 optical measurement nonlinear errors Mach-Zehnder interfereometer wave plate polarizing beam splitter
1 浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,杭州,310027
2 国家纳米科学中心,北京,100080
采用时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)法模拟了垂直入射红外波段二维光子晶体偏振分光镜的透射谱,从而验证了用平面波展开方法计算的二维光子晶体能带结构用电子束蒸发方法在光栅基板上制备了Ge/BaF2多层膜,实现了二维光子晶体偏振分光镜实验初步证明了这种光子晶体在垂直入射时具有偏振特性,分析了实验结果与理论计算之间偏差的产生原因.
二维光子晶体 偏振分光镜 能带结构 平面波展开方法 时域有限差分
华中科技大学,光电子工程与技术学院,湖北,武汉,430074
采用矩阵法推导了规整膜系的等效导纳并计算出中心波长的反射率,重点分析了P偏振光的有效导纳与折射率之间的关系,说明了膜系对高、低折射率的灵敏度是不同的;给出了设计薄膜偏振分光镜需满足的公式组,突破了Mac Neille公式的限制;介绍了调节有效导纳值的膜层置换法,可有效抑制P光的反射峰.模拟与实验结果表明,在170nm范围内,消光比大于1 000:1.
偏振分光镜 光学薄膜 有效导纳 消光比
1 哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所,黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学航天学院通信工程系, 黑龙江 哈尔滨 150001
为了减小激光外差干涉纳米测量的非线性误差，必须明确偏振分光镜(PBS)分光性能非理想对非线性误差的影响机制。推导出非理想情况下偏振分光镜透射率和反射率的激光外差干涉非线性误差模型，建立了偏振分光镜分光性能非理想对非线性误差二次谐波的影响模型。仿真结果表明，偏振分光镜的透射率和反射率非理想对非线性误差的影响为一次谐波，且偏振分光镜分光性能越差，其对非线性误差的影响也越大。在偏振分光镜反射率为0.90的情况下，偏振分光镜透射率从1减小到0.90时，非线性误差由0.62 nm增大到1.24 nm。当存在偏振分光镜旋转角度误差时，偏振分光镜分光性能非理想引起的非线性误差不增加二次谐波分量，但增大了非线性误差一次谐波分量，严重影响非线性误差的大小。当偏振分光镜旋转角度误差为5°时，偏振分光镜透射率从1变为0.90，非线性误差从0.39 nm增大到1.41 nm。
测量 激光外差干涉 非线性误差 透射率 反射率 偏振分光镜 二次谐波
哈尔滨工业大学,超精密光电仪器工程研究所,黑龙江,哈尔滨,150001
为了减小激光外差干涉非线性误差,必须考虑偏振分光镜透过率和反射率不等对非线性误差的影响.通过分析两臂透过率与反射率不等对测量信号的影响,推导出两臂反射率与透过率不等对激光外差干涉非线性误差一次谐波和二次谐波影响的理论模型.仿真结果表明,透过率与反射率不等将严重的影响非线性误差一次谐波的大小,当反射率为1而透射率由1变为0.85时,其非线性误差由0.56nm增加到2.03nm,同时非线性误差只是一次谐波和二次谐波的简单叠加.仿真结果表明调整偏振分光镜的旋转角度误差能够有效的消除两臂透过率与反射率不等对非线性误差的影响.为进一步指导调整减小或消除非线性误差提供了理论依据.
激光外差干涉 非线性 传输系数 偏振分光镜 二次谐波
曲阜师范大学,激光研究所,山东,曲阜,273165
概述薄膜偏振分光镜的研究现状及其主要特点,重点分析薄膜偏振分光镜的设计原理,并利用等效折射率的方法计算中心波长的反射率.
薄膜偏振分光镜 消光比 视场角 带宽 thin-film polarizing beam splitter extinction ratio field angle broadband
中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜中心,上海,201800
讨论了应用于投影显示系统的满足宽光谱范围、大的入射角、高的消光比的偏振分光镜的设计和制备.提出了一种偏振分光镜的新的设计方法:采用多对迈克尼尔对组合来满足宽入射角范围的要求,采用多个中心波长不同的λ/4膜堆来满足宽光谱范围.设计的偏振分光镜在420 nm～670 nm的波段范围内,在41.34°～48.66°的入射角范围内,达到p偏振光的平均透过率大于85%,p偏振光的平均透过率与s光的平均透过率之比大于1000.并给出了设计实例和样品的实测结果.
投影显示 偏振分光镜 设计
