1 河北工业大学 先进激光技术研究中心，天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室，天津 300401
3 电磁空间安全全国重点实验室，天津 300308
4 哈尔滨工业大学 可调谐激光技术国家重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
腔长微调节结构在光学谐振器里有重要应用。一种由双楔镜组成的腔长微调节结构被提出，该结构可实现不依赖于腔镜的腔长调节。双楔镜结构由斜面平行对立放置的两个直角楔镜构成，通过在垂直方向上驱动楔镜移动实现双楔镜内部光程改变，进而改变所处谐振腔内光路的光程。双楔镜结构对光程改变量的理论计算公式被建立，根据公式，光程改变量与楔镜楔角大小成正相关关系，与楔镜折射率成正相关关系，与楔镜振幅成线性关系。楔镜的楔角和折射率共同决定双楔镜结构的光程调节效率。经理论设计，楔角29°、折射率1.81的YAG双楔镜结构具有较高的调节效率和较小的光损耗，调节系数为0.53。实验上，以双角锥环形腔为基础，实现了双楔镜结构对腔长的调节，验证确定了双楔镜结构对腔长调节的可行性和有效性。讨论分析了双楔镜结构的变形结构：直角面对立双楔镜结构、基于正楔镜的双楔镜结构、多级双楔镜结构的光程调节性能。对比了双楔镜结构和其变形结构在光程调节效率、光损耗、光路调节难易程度的性能，确定了各种双楔镜结构在实际应用中的优缺点，为双楔镜结构的设计和选择提供了参考依据。
双楔镜 腔长调节 楔角 PZT double optical wedge cavity length adjustment wedge prism PZT 红外与激光工程
2023, 52(8): 20230422
1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191
2 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
针对AOTF成像光谱仪的光谱图像退化程度难以定量化评价的问题，提出了包含后楔角影响的AOTF器件调制传递函数（MTF）定量计算方法。该方法通过建立AOTF的光谱-空间维响应模型获取AOTF器件的线扩散函数(LSF)，然后通过线扩散函数傅里叶变换得到理论MTF。在验证实验中，截止频率内的MTF理论值与实测值相对偏差小于15%，可以为AOTF的像质评估提供理论依据。进而，通过该定量计算方法讨论不同AOTF后楔角对光谱图像像质的影响。通过仿真分析得出，AOTF的后楔角难以同时满足横向色差校正与图像退化抑制，需要根据实际应用对于空间分辨率以及横向色差的要求进行取舍。所以，针对AOTF不同后楔角进行光谱图像像质的定量分析对于评估AOTF光谱图像像质具有重要意义，为AOTF器件设计提供了理论依据。
声光可调谐滤波器 后楔角 光谱成像 acousto-optic tunable filter rear cut angle spectral imaging 红外与激光工程
2022, 51(7): 20210590
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 合肥 230026
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 合肥 230031
为了提高空间振幅调制光谱偏振测量系统中光谱偏振数据和图像的采样精度, 对偏振调制模块-双复合光楔调制器的消色差特性进行了研究.根据双复合光楔的消色差原理及其结构形式, 分析了不同双折射晶体材料构成的双复合光楔调制器相位延迟量的一阶导数与晶体材料双折射率、楔角的关系, 并利用Matlab软件数值模拟寻找最优组合.基于理论分析, 采用KDP-石英组合与石英-石英组合进行对比实验, 结果表明：KDP-石英组合一级亮条纹相位延迟量对波长的一阶导数数值小于石英-石英组合, 证明了KDP-石英组合消色差特性优于石英-石英组合, 其结果与理论分析一致.
偏振 光谱 晶体组合 复合光楔 空间调制 消色差 双折射率 楔角 Polarimetry Spectrum Crystal combination Combo wedge Spatial modulation Achromatic Birefringence Wedge angle
1 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
高精度的大气探测光谱仪应用十分广泛, 但是由于太阳发出的自然光与大气作用后所产生的(部分)偏振光会影响设备的探测精度, 所以该类光谱仪通常需要去除入射光的偏振影响。 论文针对大气超光谱成像探测设备的消偏需求, 提出了一种新型的双H-V(horizontal-vertical)消偏器。 由于晶体的双折射结构在光学原理上可以产生消偏效应, 所以消偏器材料通常为双折射晶体, 但是该结构同时又会产生双像, 从而降低光谱仪的成像质量。 针对此问题, 结合该大气超光谱探测设备中空间维像元合并的特点提出了一种异型双H-V消偏器。 它不同于传统双H-V消偏器中两子H-V楔角相等的结构, 所提出的异型双H-V消偏器两个子H-V楔角不同, 从而使其在光谱维及空间维对应不同的双像距, 在满足退偏度要求的同时保证了成像质量, 很好的解决了高消偏度与高成像质量之间的矛盾。 论文详细阐述了消偏器的设计方案, 并针对消偏效果与成像质量进行了分析, 消偏器的退偏率优于98.8%, 并且在空间方向双像所占像元数仅为合并像元的8.7%。
光谱仪 偏振灵敏度 H-V消偏器 楔角 Spectrometer Polarization sensitivity H-V depolarizer Wedge angles 光谱学与光谱分析
2017, 37(12): 3913
Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
The wedge-shaped lens is the key and special optical component of the final optics assembly (FOA) in high power laser facility. The wedge-shaped lens wedge angle measurement plays a remarkable role in focusing performance of high power laser. If processing angle and work attitude of the wedge-shaped lens deviate from the specific work angle, big surface deviation will be introduced into the FOA. Special shape of the wedge-shaped lens is not conducive to the measurements of the transmission profile and wedge angle. A set of wedge-shaped lens measurement adjustment programmes is proposed, including measurement of the wedge-shaped lens in processing process, and off-line measurement of wedge-shaped lens during alignment and on-line measurement during the debugging process. The scheme can ensure the processing precision and working attitude of the wedge-shaped lens, guarantee the beam quality and the positioning accuracy of the FOA components of high power laser system.
光学器件 高功率激光装置 终端光学组件 楔形透镜 楔角误差 塔差 optical devices high power laser facility final optics assembly wedge-shaped lens wedge angle error tower error Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2015, 13(1): 0408006
1 华中科技大学文华学院, 湖北 武汉 430074
2 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
三端口可调谐滤波器是全光智能交换网络和密集波分复用系统中的核心器件.其反射端口的光谱特性,尤其是反射率和信道隔离度对于滤波器的性能至关重要.角度调谐滤光片因其良好的矩形度和温度稳定性被广泛应用于三端口可调谐滤波器的制备,其反射端口的光谱特性不仅与倾斜入射角度的大小有关,而且与其非平行端面间的楔角参量有关.文章详细分析了楔角参量对非平行角度调谐滤光片的反射率及半宽的影响,仿真计算了楔角参量在不同极性和大小条件下角度调谐滤光片的反射光谱特性,揭示了保持适当的楔角参量和方向性可以改善倾斜入射状态下滤光片的反射光谱特性.设计并制备了楔角为0.8°的楔形角度调谐滤光片,实验证明了当保持楔角方向与倾斜入射方向相同时会严重的劣化透反射光谱的半宽和隔离度,方向相反时则可以改善反射光谱的反射率和半宽指标.通过负楔角参量的引入使得角度调谐滤光片较之高平行度的同类器件具有更高的反射率和信道隔离度.
薄膜滤光片 楔角 角度调谐 反射光谱 隔离度 Thin film filter Wedge angle Angle-tuned Reflecting spectrum Isolation degree 光谱学与光谱分析
2015, 35(8): 2231
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
楔形透镜是高功率激光系统终端光学组件的关键元件，也是较为特殊的光学元件，楔形透镜的楔角测量关系着高功率激光的聚焦性能。终端组件中楔形透镜的加工角度、工作姿态一旦偏离了特定的工作角度，终端组件会引入大的面形偏差，楔形透镜特殊的形状不利于楔形透镜面形、楔角的测量。提出了一整套楔形透镜测量调整方案，包括楔形透镜加工过程中的测量方案，楔形透镜安装过程中的离线测量与调整方案，以及终端组件上线调试过程中的在线调试测量方案。该套方案的实施能够保证楔形透镜的加工精度，及组件中楔形透镜能够工作在最佳工作姿态，保障了高功率激光系统终端组件的光束质量和定位精度。
光学器件 高功率激光装置 终端光学组件 楔形透镜 楔角误差 塔差
山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
非简并光学参量放大器产生的纠缠态光场是连续变量量子信息科学研究的重要资源。随着量子网络及量子计算的发展，需要更多组份纠缠态光场来完成对更复杂的量子信息的研究。一般的多组份纠缠态光场是将多个压缩态光场或者Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）纠缠态光场通过不同的分束器阵列耦合而成，需要同时制备多个经典相干的EPR纠缠态光场。采用带楔角的非线性晶体，使非简并光学参量放大器的振荡阈值从原来的250 mW降低至45 mW，当注入腔内抽运光功率为23 mW时，依然可以得到正交振幅及相位分量关联噪声分别低于量子噪声极限5.5 dB的EPR纠缠态光场。在此基础上，可以使用一台激光器同时抽运多个非简并光学参量放大器来获得所希望的多组份纠缠态光场。
量子光学 Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场 楔角非线性晶体 阈值 关联噪声
1 华中科技大学文华学院, 湖北 武汉430074
2 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉430074
角度调谐薄膜滤光片因较大的波长调谐特性和良好的矩形度在密集波分复用系统中得到了广泛的应用。 在倾斜入射时薄膜滤光片透射光谱的透射率和半宽不仅受到入射角度的影响, 还跟滤光片两端面间的非平行度即楔角的大小有关。 详细分析了楔角对对滤光片透射率以及半宽的影响, 发现适当的楔角和角度取向能够改善倾斜入射状态下滤光片的透射光谱特性。 设计制备了楔角为0.8°的楔形薄膜角度调谐滤光片, 实验结果证明保持该楔角的方向与倾斜入射角度相同时会严重的劣化透射光谱的透射率和矩形度, 方向相反时则可以提高光谱的透射率以及矩形度, 并使器件的波长调谐范围增大约10 nm。
薄膜滤光片 楔角 角度调谐 倾斜入射 透射光谱 Thin film filter Wedge angle Angle-tuned Oblique incidence Transmittance spectrum 光谱学与光谱分析
2013, 33(8): 2290
1 华中科技大学文华学院， 湖北 武汉 430074
2 武汉光电国家实验室， 湖北 武汉 430074
基于多光束干涉原理，推导了非平行角度调谐薄膜滤光片在斜入射时的高斯光束反射光强表达式。在此基础上研究了高斯光束的入射角以及非平行滤光片两端面间所存在楔角对反射光强分布的影响。计算和实验结果都表明，滤光片的反射光强分布不仅与入射角有关，而且非平行滤光片两端面间楔角的大小和正负特性还会在一定程度上影响斜入射时滤光片的光场分布、反射率和隔离度。要保证滤光片在斜入射时反射率和隔离度的稳定，既可以在切片时提高滤光片的平行度，也可以通过在斜入射时保证楔角为负来实现。
几何光学 薄膜滤光片 高斯光束 反射光强分布 斜入射 楔角
