可见/红外宽光谱分色片偏振调控的设计 被引量：8

1

作者 李大琪 刘定权 张凤山 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期5-8,共4页

针对光学系统中可见/红外宽光谱分色片的偏振特性,采用诱导透射法设计了满足偏振遥感光学系统能量要求的可见/红外宽光谱分色片,并对其偏振特性进行了分析.通过计算获得了透射带400~900 nm可见/红外宽光谱分色片的偏振情况,采用等效层... 针对光学系统中可见/红外宽光谱分色片的偏振特性,采用诱导透射法设计了满足偏振遥感光学系统能量要求的可见/红外宽光谱分色片,并对其偏振特性进行了分析.通过计算获得了透射带400~900 nm可见/红外宽光谱分色片的偏振情况,采用等效层理论在其基底背面设计了偏振调控膜系,对分色片透射带的偏振度加以调控.使用needle优化算法,设定了不同优化目标,得到了三种不同的设计结果,在可见光波段的偏振度范围分别为0.013~0.0376、0.068~0.108和0.098~0.147.设计结果显示分色片透射带偏振特性在一定程度上可调,调控后可以满足系统对透射光在不同偏振度下的要求. 展开更多

关键词 薄膜 可见/红外宽光谱分色片 对称等效层 偏振调控

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基于S波片和双延迟器的矢量光场偏振调控方法 被引量：3

2

作者 贺文俊 贾文涛 +2 位作者 李亚红 王祺 付跃刚 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期319-326,共8页

基于S波片和双延迟器的偏振特性,提出了一种矢量光场的生成及偏振调控方法,该方法能够将标量高斯光束转换为偏振态分布可调谐的矢量光束。结合Stokes-Mueller矩阵算法,建立了矢量光场偏振调控的数学模型,并仿真计算出标量高斯光束经过S... 基于S波片和双延迟器的偏振特性,提出了一种矢量光场的生成及偏振调控方法,该方法能够将标量高斯光束转换为偏振态分布可调谐的矢量光束。结合Stokes-Mueller矩阵算法,建立了矢量光场偏振调控的数学模型,并仿真计算出标量高斯光束经过S波片和双延迟器(包括双1/4波片和双1/2波片两种情况)后的偏振态空间分布。讨论了双延迟器相对旋转时光场偏振分布的演化规律及机理,实验结果与数值仿真结果相互吻合,表明该方法可以实现对标量相干光场的复杂偏振调控,验证了理论分析的正确性和该方法的可行性。 展开更多

关键词 偏振 矢量光场 偏振调控 Stokes-Mueller矩阵 波片

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基于双波片的偏振调控和偏振测量技术 被引量：2

3

作者 李亚红 付跃刚 +1 位作者 贺文俊 刘智颖 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期425-431,共7页

针对双波片偏振调控结构,基于Stokes-Mueller矩阵偏振算法,对双1/4波片和双1/2波片的偏振调控机理作了详尽的理论分析,得出调控偏振态与双波片快轴方向之间的关系,并追迹其在庞加莱球上的运动轨迹.基于双波片调控结构搭建偏振测量系统,... 针对双波片偏振调控结构,基于Stokes-Mueller矩阵偏振算法,对双1/4波片和双1/2波片的偏振调控机理作了详尽的理论分析,得出调控偏振态与双波片快轴方向之间的关系,并追迹其在庞加莱球上的运动轨迹.基于双波片调控结构搭建偏振测量系统,根据入射和出射Stokes矢量构建了投影关系矩阵算法,完成了待测元件Mueller矩阵的测量,并分析了波片的快轴方向误差和位相延迟误差对Mueller矩阵测量结果以及对出射偏振态调控精度的影响.分析结果表明:波片的快轴方向误差控制在±2°内,位相延迟误差不大于λ/300时,Mueller矩阵的最大测量误差为0.040 2,波片自身误差对测量结果的影响可以忽略不计;波片自身误差所引起的方位角误差不大于0.16rad时,快轴方向误差引起的椭率角误差最大不超过0.032 rad,位相延迟误差导致的椭率角误差小于0.015 rad,且对偏振度无影响. 展开更多

关键词 双波片 Stokes-Mueller矩阵 偏振调控 偏振测量 投影关系矩阵

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基于偏振调控的全息实验设计

4

作者 吴高建 陆蓉儿 +2 位作者 张勇 张炳林 陈津江 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2022年第11期76-80,共5页

基于液晶空间光调制器,探索了傅里叶全息成像及偏振光场调控的新方法。实验包括Matlab GUI仿真和光路搭建测试两部分,通过可视化界面设计参数并模拟计算全息图,再利用单个空间光调制器加载全息图,有选择性地针对入射光的偏振方向调控光... 基于液晶空间光调制器,探索了傅里叶全息成像及偏振光场调控的新方法。实验包括Matlab GUI仿真和光路搭建测试两部分,通过可视化界面设计参数并模拟计算全息图,再利用单个空间光调制器加载全息图,有选择性地针对入射光的偏振方向调控光波相位。结合光场的矢量特性,从理论和实验探索了傅里叶全息成像原理以及不同入射光偏振化方向下的全息成像规律,从而实现偏振复用的特殊全息光学成像功能。相较于传统的光学全息成像实验,这一基于空间光调制器的偏振全息成像系统具有结构简单、操作方便和成像速度快的优点。 展开更多

关键词 偏振调控 傅里叶全息成像 液晶空间光调制器

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频率可调谐的双偏振非对称传输器件

5

作者 吕婷婷 刘东明 +1 位作者 付天舒 史金辉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2024年第2期415-422,共8页

为了研究太赫兹超构材料的可调谐非对称传输特性,本文基于相变原理提出一种类S型的双层结构,采用有限积分算法求解其偏振传输特性。利用温度调控二氧化钒的相变特性,实现了频率可调谐的双偏振非对称传输效应。在宽角度入射范围内,45
... 为了研究太赫兹超构材料的可调谐非对称传输特性,本文基于相变原理提出一种类S型的双层结构,采用有限积分算法求解其偏振传输特性。利用温度调控二氧化钒的相变特性,实现了频率可调谐的双偏振非对称传输效应。在宽角度入射范围内,45°线偏振光的非对称传输特性保持着较高的工作效率,倾斜入射角为60°时,效率优于0.4,且绝缘态和金属态下的谐振频率几乎保持不变,谐振频率的可调谐度为16.3%。本文所提出的频率可调谐双偏振非对称传输器件在偏振调控、太赫兹通信和太赫兹芯片领域具有潜在的应用前景。 展开更多

关键词 超构材料 非对称传输 相变原理 二氧化钒 偏振调控 宽角度 频率可调谐 太赫兹

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基于亚波长光栅辅助定向耦合器的集成铌酸锂偏振分束器

6

作者 陈力 周旭东 +2 位作者 袁明瑞 肖恢芙 田永辉 《人工晶体学报》 CAS 2024年第3期465-471,共7页

绝缘体上铌酸锂(LNOI)是实现高速光子集成回路(PICs)的理想平台。通过充分利用铌酸锂(LN)的优势,LNOI平台能够实现高速电光和高效非线性光学集成器件。偏振分束器(PBS)作为分离和组合两种正交偏振光模式的关键无源器件之一,在实现片上... 绝缘体上铌酸锂(LNOI)是实现高速光子集成回路(PICs)的理想平台。通过充分利用铌酸锂(LN)的优势,LNOI平台能够实现高速电光和高效非线性光学集成器件。偏振分束器(PBS)作为分离和组合两种正交偏振光模式的关键无源器件之一,在实现片上偏振复用系统并提升光通信系统数据传输容量方面发挥着至关重要的作用。近年来,基于不同结构的PBS已经被成功实现,其中,基于亚波长光栅辅助定向耦合结构的PBS表现出优异的器件性能和紧凑的器件尺寸。本文基于氮化硅-铌酸锂异质集成的间接刻蚀方案,实现了一种亚波长光栅辅助定向耦合结构的高性能PBS。仿真结果表明,当波长在1500~1600 nm时,器件的偏振消光比均大于24.49 dB。实验数据进一步证实,当波长在1500~1580 nm时,器件偏振消光比均大于18.06 dB。 展开更多

关键词 薄膜铌酸锂集成光子学 氮化硅-铌酸锂 偏振调控器件 偏振分束器 亚波长光栅 定向耦合器

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金属开口环谐振器超构分子中二次谐波偏振态的调控

7

作者 马明宇 吴晗 陈卓 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第21期95-101,共7页

采用有限元法研究了由两个共振在基波处的金属开口环谐振器组成的立体“超构分子”中的二次谐波产生特性.通过改变立体“超构分子”中两个金属开口环谐振器之间的相对取向角度,使得在基波处共振的模式耦合发生变化,从而调控了二次谐波... 采用有限元法研究了由两个共振在基波处的金属开口环谐振器组成的立体“超构分子”中的二次谐波产生特性.通过改变立体“超构分子”中两个金属开口环谐振器之间的相对取向角度,使得在基波处共振的模式耦合发生变化,从而调控了二次谐波中两个正交分量之间的振幅比和相位差,获得了具有不同偏振态的二次谐波辐射. 展开更多

关键词 开口环谐振器 二次谐波 偏振调控

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超构表面的振幅调控及其功能器件研究进展 被引量：8

8

作者 付娆 李子乐 郑国兴 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期886-899,共14页

超构表面是一种具有亚波长特征尺寸的人工平面结构材料,可以在亚波长尺度上对入射电磁波的振幅、相位、偏振、频率、光谱等参量进行精密且灵活的调控,近年来备受关注。振幅是光波的基本参量之一,本文将从振幅调控的角度出发,对基于超构... 超构表面是一种具有亚波长特征尺寸的人工平面结构材料,可以在亚波长尺度上对入射电磁波的振幅、相位、偏振、频率、光谱等参量进行精密且灵活的调控,近年来备受关注。振幅是光波的基本参量之一,本文将从振幅调控的角度出发,对基于超构表面材料的振幅调控机理进行分析,主要包括通过改变纳米结构的尺寸和方向角对振幅进行调控,同时对基于振幅调控超构表面的功能器件的研究现状及其应用场景进行总结和讨论。研究表明,振幅调控超构表面具有设计灵活、加工简单、功能强大、可与其他参量调控相融合等特点,其在高分辨率图像显示、高密度信息存储、信息加密、信息复用、光束整形、光信息处理和安全防伪等诸多领域具有重要的研究价值和广阔的应用前景。 展开更多

关键词 超构表面 振幅调控 马吕斯定律 偏振调控 全息术 纳米印刷术 图像显示

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基于微环谐振腔的圆偏振涡旋光束发射器

9

作者 方青松 肖庆生 《现代信息科技》 2021年第17期38-42,共5页

涡旋光束是一种具有横向空间分布的光束,其在光纤通信系统中的应用引起了国内外的广泛关注。在涡旋光束复用通信系统中,光束发射器与光纤耦合时存在光斑失配、偏振失配、相位失配等模场失配问题。针对偏振失配问题,文章设计了一种圆偏... 涡旋光束是一种具有横向空间分布的光束,其在光纤通信系统中的应用引起了国内外的广泛关注。在涡旋光束复用通信系统中,光束发射器与光纤耦合时存在光斑失配、偏振失配、相位失配等模场失配问题。针对偏振失配问题,文章设计了一种圆偏振涡旋光束发射器。实验结果表明,该发射器可以产生纯度高、能量集中的圆偏振涡旋光束。 展开更多

关键词 涡旋光束 轨道角动量 偏振调控 微环谐振腔

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太赫兹量子级联激光器中的光电调控:综述

10

作者 黄嘉豪 徐刚毅 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期169-180,共12页

太赫兹量子级联激光器作为目前产生太赫兹激光的最有效手段之一,如何提升其性能表现一直是科学界所关注的重点。本篇综述将从光电调控的角度,阐述目前太赫兹量子级联激光器的性能进展。从激光器有源区设计原理开始,介绍几种新的有源区设... 太赫兹量子级联激光器作为目前产生太赫兹激光的最有效手段之一,如何提升其性能表现一直是科学界所关注的重点。本篇综述将从光电调控的角度,阐述目前太赫兹量子级联激光器的性能进展。从激光器有源区设计原理开始,介绍几种新的有源区设计,再从谐振腔的角度介绍一系列新的结构,并展示他们对于功率和光束质量的提升。最后,阐述了太赫兹量子级联激光器在偏振调控和频率调谐的最新进展。 展开更多

关键词 太赫兹 量子级联激光器 激光功率 光束质量 偏振调控 频率调谐

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超表面调控琼斯矩阵技术研究进展(特邀)

11

作者 冯超 何涛 +2 位作者 施宇智 王占山 程鑫彬 《激光与光电子学进展》 CSCD 2024年第1期390-408,共19页

偏振作为光场的基本自由度,在众多光学技术领域中有着十分广泛的应用。光学器件的偏振操控性能常用琼斯矩阵来表示,琼斯矩阵中可控通道数目的多少表征了对应光学器件的偏振调控能力强弱。随着光学技术的蓬勃发展,诸如偏振成像、通信编... 偏振作为光场的基本自由度,在众多光学技术领域中有着十分广泛的应用。光学器件的偏振操控性能常用琼斯矩阵来表示,琼斯矩阵中可控通道数目的多少表征了对应光学器件的偏振调控能力强弱。随着光学技术的蓬勃发展,诸如偏振成像、通信编码、光学加密等前沿应用迫切需要光学器件能够独立调控多个琼斯矩阵通道,同时兼顾小型化。超表面作为由人工亚波长微结构按照特定序列排列而成的平面光学器件,天然具备集成化的优势,且对电磁波具有强大的调控能力,有望在偏振光学器件领域发挥巨大作用。从超表面的相位、振幅调控机理出发,按照可调控的通道数目从少到多对超表面调控琼斯矩阵的发展进行了系统梳理,并对超表面琼斯矩阵调控技术的未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 超表面 琼斯矩阵 偏振调控 多功能集成

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超表面偏振信息编码

12

作者 胡孟霞 王志强 +1 位作者 李向平 邓子岚 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第18期138-154,共17页

超表面在光偏振调控方面具有卓越的能力,利用超表面结构的偏振控制实现信息编码与加密成为一种新兴的光学编码技术。本文旨在介绍超表面偏振光学及其在信息加密领域的最新进展。首先介绍对光束偏振态进行整体调控的各类超表面偏振光学元... 超表面在光偏振调控方面具有卓越的能力,利用超表面结构的偏振控制实现信息编码与加密成为一种新兴的光学编码技术。本文旨在介绍超表面偏振光学及其在信息加密领域的最新进展。首先介绍对光束偏振态进行整体调控的各类超表面偏振光学元件,包括超表面波片、偏振器和偏振分束器,强调了超表面在偏振操控方面的卓越性能;接着深入介绍基于不同微型超表面偏振光学元件进行的像素化偏振信息编码,包括对近场偏振态空间分布进行逐点编码的马吕斯超表面,以及对远场偏振态进行空间编码的偏振全息和矢量全息超表面;然后阐述近场与远场像素化偏振空间编码超表面在信息隐藏与加密领域的应用示范;最后进行简要总结,并展望超表面偏振信息编码技术的未来发展趋势与应用潜力。 展开更多

关键词 表面光学 偏振调控 超表面偏振光学元件 马吕斯超表面 矢量全息 信息加密

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薄膜调控光纤模式转换与偏振控制方法研究

13

作者 李志红 杨现鑫 郭团 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第13期143-152,共10页

基于平板波导近似模型构建了光纤基底圆环薄膜波导的模式方程,得到离散分布的薄膜波导模式,进一步结合全矢量模式理论,获得了光纤模式转换的新理解。按照从高阶至低阶(而不是广泛认知的从低阶至高阶)的模式顺序,具有一定厚度的圆环薄膜... 基于平板波导近似模型构建了光纤基底圆环薄膜波导的模式方程,得到离散分布的薄膜波导模式,进一步结合全矢量模式理论,获得了光纤模式转换的新理解。按照从高阶至低阶(而不是广泛认知的从低阶至高阶)的模式顺序,具有一定厚度的圆环薄膜波导引起光纤包层模转变为相位匹配的薄膜包层模,继续增大圆环薄膜波导厚度,会破坏相位匹配条件而使该薄膜包层模再次转变为相邻的低阶光纤包层模,并依此形成周期的模式转换过程。最后,通过氧化铟锡镀膜倾斜布拉格光纤光栅的光谱变化验证上述机理,分析发现了正交偏振薄膜波导模(P和S偏振态)的同周期但非同步的激发过程及其对光纤偏振的周期调控规律,理论分析与前期实验结果一致。研究结果为光纤矢量参数传感(振动、扭转、压力、声场等)、光纤生物传感(体折射率与面折射率区分测量)及光通信偏振滤波等研究提供新思路。 展开更多

关键词 光纤光学 薄膜波导 模式转换 偏振调控 倾斜布拉格光纤光栅 光纤传感

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宽带消色差红外光学超构透镜研究进展(特邀) 被引量：3

14

作者 欧凯 郁菲茏 +2 位作者 陈金 李冠海 陈效双 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期16-24,共9页

超构透镜是由亚波长散射单元结构排列而成的具有聚焦功能的平面二维超构表面。超构表面能够在亚波长尺度上操控光场的振幅、相位、色散和偏振态,是近年来迅速发展起来的新型光场调控载体。亚波长共振纳米结构使得高阶衍射被抑制,入射光... 超构透镜是由亚波长散射单元结构排列而成的具有聚焦功能的平面二维超构表面。超构表面能够在亚波长尺度上操控光场的振幅、相位、色散和偏振态,是近年来迅速发展起来的新型光场调控载体。亚波长共振纳米结构使得高阶衍射被抑制,入射光场可以完美地被调制到设计的衍射级次上,从而确保了超构表面器件具有高的光子调控效率。同时,超构单元在设计上的灵活性及其特定的电磁响应使得超构表面可以实现对光场多个维度的定制化操控。不同于传统光学透镜依赖光传播的相位累积效应,宽带消色差超构透镜通过对光场相位和相位色散的同时独立调控解决了传统通过级联多个透镜修正色差造成的光学系统复杂和体积庞大限制,为发展小型化片上集成光学提供了全新的思路。文中围绕超构透镜的相关研究,首先介绍了超构表面调控光场振幅、相位和偏振态的基本原理,在此基础上,重点回顾了近年来关于超透镜的研究发展,包括通过单一参量调控的单波长超透镜的实现,以及通过对光场偏振、相位及相位色散的多参量联合调控的多功能宽带消色差超构透镜的发展现状,最后讨论其进一步发展的可能挑战与应用前景。 展开更多

关键词 超构透镜 相位色散 消色差成像 偏振调控

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晶圆金属表面纳米颗粒暗场检测系统设计

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作者 邓泉 赵泽宇 +4 位作者 林鹤 刘玲 李夏楚秦 杨根森 罗先刚 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第22期90-100,共11页

缺陷检测是基于金属膜层激发表面等离子体进行超衍射加工前的重要工艺流程,但目前先进空白晶圆缺陷检测设备光源多位于深紫外波段,恰好在KrF等深紫外光刻胶的感光范围内,检测带有该光刻胶的晶圆表面时易导致光刻胶感光而改性失效。针对... 缺陷检测是基于金属膜层激发表面等离子体进行超衍射加工前的重要工艺流程,但目前先进空白晶圆缺陷检测设备光源多位于深紫外波段,恰好在KrF等深紫外光刻胶的感光范围内,检测带有该光刻胶的晶圆表面时易导致光刻胶感光而改性失效。针对此问题,笔者提出并设计了一种基于可见光波段的激光偏振暗场检测装置。该装置利用晶圆表面顶层银膜的偏振转换特性,通过调控入射光的偏振态与入射角,使微粗糙银膜表面的弱散射光偏振态与膜层表面颗粒的散射光偏振态产生差异,然后利用偏振器件对来自银膜表面的散射光进行部分滤除,有效提高了颗粒信号的信噪比。实验结果表明:所设计的装置在不影响光刻胶的同时还可以减少金属膜层表面散射所带来的缺陷误检。在对百纳米级颗粒进行检测时,由于使用了激光照明及高灵敏度的sCMOS作为探测器件,本装置单次曝光时间仅为150μs,是奥林巴斯公司基于白光的DSX1000暗场显微镜的4‰左右。通过抑制噪声,笔者采用该装置实测了均方根(RMS)粗糙度为3.4 nm的银膜表面上直径为61 nm的聚苯乙烯乳胶颗粒,结果显示,该装置在探测极限和探测效率上较DSX1000均有较大提升。 展开更多

关键词 测量 光学检测 散射测量 表面粗糙度 偏振调控 纳米颗粒 信噪比

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