运用经典系综方法研究了线偏振激光场和双色反旋圆偏振激光场中CO2分子非序列双电离的产量。结果表明:在激光强度较高的区域,双色反旋圆偏振激光场下CO2分子非序列双电离的产量高于线偏振激光场;在激光强度较低的区域,结果则刚好相反。这是因为当激光强度较低时,CO2非序列双电离产量的主要影响因素是抑制势垒,当激光强度较高时,由于抑制势垒发生扭曲,其产量主要受激光场结构的影响。
原子与分子物理学 非序列双电离 双色反旋圆偏振激光场 线偏振激光场 分子 产量 光学学报
2023, 43(20): 2002001
强激光与粒子束
2023, 35(9): 091004
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室,湖南 长沙 410073
线偏振超连续谱光源是具有线偏振特性的宽光谱激光光源,是连接偏振光学与非线性光学的一个很好的纽带,在高光谱成像照明、光学相干层析等领域有重要应用。近几年关于线偏振超连续谱的研究报道逐渐增多,研究人员已经针对线偏振超连续谱的偏振度提高、相干性增强、光谱平坦度提高、功率提升以及光谱拓展等重点问题开展研究工作,并取得重要进展。本文介绍线偏振超连续谱的研究进展,总结分析线偏振超连续谱产生中的关键技术,并介绍与分析两种针对线偏振超连续谱的偏振消光比测量方法。
偏振消光比 线偏振 超连续谱 保偏光纤 光纤激光器 光学学报
2023, 43(17): 1719003
1 中国科学院光学天文重点实验室(国家天文台),北京 100101
2 西安应用光学研究所,陕西 西安 710065
3 中国科学院地质与地球物理研究所 地球与行星物理重点实验室,北京 100029
4 中国科学院大学,北京 100049
为了使2.16 m望远镜具备线偏振测光观测能力,开展了偏振光度计研制。该系统采用双通道分时偏振成像方案,具有偏振定标单元、偏振测量单元,可实现偏振定标、偏振测量和多色测光。完成系统研制后,将其安装在2.16 m望远镜上开展实测,依照该偏振光度计偏振观测流程拍摄了一系列非偏振标准星、偏振标准星、流量标准星;按照偏振定标和偏振态解算数据处理方法,对获取图像进行数据处理。结果显示:该偏振光度计视场为4.63′×4.63′,像元比例尺为0.54 (″)/pixel,偏振度测量精度优于0.01,60 s曝光时间可以拍摄到V波段信噪比约为141的15.3等星。该偏振光度计使2.16 m望远镜具备V波段线偏振测光和快速多色测光观测能力。
成像偏振测量 偏振测光 线偏振测光 天文测光 imaging polarimetry photopolarimetry linear polarization photometry photometry 红外与激光工程
2023, 52(7): 20220830
1 清华大学精密仪器系光子测控技术教育部重点实验室,北京 100084
2 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京 100084
3 清华大学未央书院,北京 100084
线偏振光纤激光器相比于随机偏振光纤激光器,在相干探测、相干合成、偏振合成及非线性频率变换等方面有广泛的应用,因此近年来受到特别关注。本文先对近几年国内外的线偏振光纤激光器研究成果进行简要总结,再针对该类激光器的偏振控制技术、光谱控制技术及光束质量控制技术进行归纳和评述。
线偏振光纤激光器 偏振消光比 掺镱光纤 光谱控制 光束质量 光学学报
2023, 43(15): 1514001
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院&新型纳米光电信息材料与器件湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
近年来,因为体现出诸多异常拓扑现象,外尔超材料一直备受关注。此前的研究表明外尔超材料的反射场具有偏振转换特性。然而,关于反射本征态的讨论却不够深入,原因在于入射电磁场与反射电磁场处于不同的态空间,给分析计算带来了诸多不便。文中从电场为极矢量、磁场为轴矢量的基本特性出发,通过引入镜像算符将入射态空间与反射态空间联系起来,最后对全反射界面的本征态进行了明确的定义。依据上述定义,笔者对外尔超材料的反射本征态进行了计算,结果显示:在入射电磁场为线性偏振的前提下,外尔超材料的反射本征态均为线性偏振态。反射本征态为线性偏振态,这一性质是由系统能量守恒与洛伦兹互易性共同保证的。经过进一步探讨发现,当动量空间的路径绕外尔点一圈时,本征态的电磁场方向旋转角度为90°。这也意味着如果电磁场要回到初始状态,动量空间的路径需绕外尔点4圈。这一现象的拓扑结构可以类比为四阶莫比乌斯环。此外,依据反射本征态为互相垂直的线性偏振态这一特性,笔者定义了旋转角度θ用以描述本征态朝向的变化规律。值得一提的是,这种计算方法不仅仅适用于外尔超材料,满足条件的全反射界面的反射本征态均可以依照上述定义与方法进行分析求解。
超材料 外尔点 本征态 线偏振 莫比乌斯环 metamaterial Weyl points eigenstate linear polarization Möbius strip 红外与激光工程
2023, 52(6): 20230233
1 中国海洋大学物理与光电工程学院,山东 青岛 266100
2 中国海洋大学电子工程学院,山东 青岛 266100
为了在耀光干扰下提升粗糙海面溢油的检测效果,基于Cox-Munk粗糙海面概率统计模型,对不同入射和观测几何下海水与油膜反射耀光的偏振度及其差异进行仿真研究。结果表明:入射和观测几何以及海面介质的折射率是海面耀光偏振度空间分布的主要影响因素;当满足一定太阳入射角时,海面介质折射率差异是水/油反射耀光偏振度差出现“正负反转”的主要原因;入射平面内水面溢油最佳偏振观测角度与太阳入射天顶角和溢油折射率相关。
测量 线偏振度 太阳耀光 水面溢油 多角度
1 安徽师范大学地理与旅游学院, 安徽 芜湖 241003
2 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100101
3 中国科学院大学, 北京 100049
在卫星遥感研究中, 云检测是基础环节, 其结果影响大气、地表各种参数的定量遥感, 同时也影响云微物理特性的反演。本研究针对多角度偏振卫星载荷 (高分五号 DPC 传感器), 建立了一种改进的光谱特征云检测算法。该算法综合利用云像元和非云像元在可见光反射率光谱、氧 A 波段吸收、蓝光偏振反射率以及偏振虹等特性上的差异, 分别提出了陆地、海洋上空的云检测方案, 并进一步建立了多角度云检测融合策略以标记云、晴空和未定像元。在陆地检测中, 通过增加表观压强检测和偏振虹检测分别改进了高层薄云和低层薄云的识别; 在海洋检测中, 利用表观压强与云层的退偏特性改进了耀光区云像元的识别。全球云检测结果示例显示该算法整体检测效果较好, 同时典型区域的检测结果与 MODIS 云产品也具有较好的一致性。该研究可为高分五号 02 星上的多角度偏振传感器云检测提供方法基础。
高分五号 多角度偏振成像仪 云检测 表观压强 线偏振度 耀光 Gaofen-5 directional polarimetric camera cloud detection apparent pressure degree of linear polarization sun-glint 大气与环境光学学报
2022, 17(6): 598