为了校准液晶空间光调制器，基于偏振显示原理提出一种测量液晶空间光调制器相位调制特性的方法。首先分析液晶空间光调制器对入射线偏振光偏振态的调制特性，然后建立椭圆偏振光经过角向偏振显示器后的长轴方向与液晶空间光调制器相位调制量的理论关系，并搭建测量液晶空间光调制器相位特性的光学系统。结果表明，所用的空间光调制器的最大相位调制量为2.45π rad，在15~210灰度范围内的相位调制曲线近似呈线性分布。最后采用反插值法对相位调制曲线进行线性校正，并生成输入灰度和驱动灰度的查找表，校正后的相位调制曲线与理想线性调制曲线的相关系数可达0.9993。

提出了分步寻优的基于粒子位置调整惯性权重的粒子群算法(PDW-PSO),通过调用严格耦合波方法(RCWA)计算衍射效率,进行了光栅结构参数的优化。将PDW-PSO与惯性权重不变的粒子群算法(PSO)和基于迭代次数调整惯性权重的粒子群算法(IDW-PSO)进行对比,结果表明PDW-PSO具有更快的收敛速度,相比于PSO和IDW-PSO,PDW-PSO的平均迭代次数分别从89.83和74减少至21.2,调用RCWA的次数分别从3144.05和2590下降至224。分析了波段匹配数对算法的影响, PSO和IDW-PSO的RCWA调用次数与波段匹配数呈等倍率增加,而PDW-PSO的RCWA调用次数的增加倍率小于波段匹配数的增加倍率。进行了算法准确度实验,在30次运行中,PDW-PSO与PSO、IDW-PSO正确收敛到最优值的次数相近,误差值不超过6.6%;随着粒子数的增加,三种方法的准确度都有所提高,粒子数达到27后基本都可以保证收敛到最优。

以单束正交线偏振光为光源, 利用角向偏振显示器, 采用CCD摄像机进行图像采集, 利用Matlab软件进行图像处理, 设计了一种由He-Ne激光器、角向偏振显示器组成的偏振光偏振方向显示系统, 并研究了其角度特性.实验结果表明：系统在起偏器的起偏角分别为0°、90°、180°、270°、360°时, 角向偏振显示器偏振显示角度的测量准确度分别为0.480°、0.168°、0.528°、0.421°、0.340°, 测量精确度分别为0.208°、0.576°、0.660°、0.603°、0.466°, 测量数据拟合曲线的线性相关系数为0.999.结合1/4波片, 检偏器和分光比为50:50的分束器, 构建了椭圆偏振光测量系统, 完成了椭圆偏振光测量实验, 椭圆率为0.198.

偏振态是激光光束的重要性质之一，偏振态的控制在激光加工领域中具有重要作用。提出了利用空间光调制器(SLM)结合1/2 波片和1/4 波片，实现线偏振、圆偏振、径向偏振和角向偏振4 种偏振态的控制方法，并利用琼斯矩阵，从理论上分析了4 种偏振态与两种波片快轴与x 轴的夹角及加载到SLM 中的灰度图像的对应关系。利用检偏器和CCD 相机采集了径向偏振和角向偏振的实验图像，结果表明该方法结构简易，能够通过改变波片角度参数和SLM中图像实现4 种不同偏振态的控制。

深聚焦；J0相干；涡旋光束；偏振

角向偏振光经深聚焦得到的轴对称环状光斑在粒子捕获和高分辨率成像等领域有重要应用，但是实际的深聚焦系统必然存在一些像差。基于Richards-Wolf矢量衍射积分理论，利用数值方法具体分析了五种初级像差对角向偏振光深聚焦场光强分布的影响。结果表明：球差、场曲不会破坏会聚场关于光轴旋转对称的特性，在实际焦面上仍可得到较为紧凑的中空光斑；畸变仅使焦面上的中空光斑位置发生偏移，但不改变其形状；像散会拉长中空光斑；彗差使光强向中空光斑的一边偏移，当彗差系数较大时，光斑中空特性消失。