线-圆双偏振态光束抽运有机聚合物全光开关
偏振态及其表示（斯托克斯参数和邦加球）
偏振态及其表⽰（斯托克斯参数和邦加球）偏振态及其表⽰（斯托克斯参数和邦加球）在光的电磁场理论中，光线可由空间的电磁波传输来表征，常⽤它的电场强度⽮量\(E(r,t)\)表征；光线传播时，该电场强度⽮量在空间和时间上振荡在各向同性介质中，振荡的⽅向总是垂直于传输⽅向的，对于横波来说，有两个相互独⽴的振动⽅向；各向同性介质中（如，玻璃，真空），这两个相互独⽴的振动⽅向可以任意选择；如果振动的两个分量是完全不相⼲的，则振动的合成⽅向是随机的，这种光线称为⾮偏振光；如果⼀束光线的电场强度⽮量在⼀个特定⽅向上振动，则这束光线称为是线偏振的。
以下介绍偏振时，考虑的时单⾊平⾯波在各向同性的均匀介质中的传输；光线⽤它的电场\(E(r,t)\)表征：式中，$\omega $是⾓频率，k是波⽮，A是表⽰振幅的常⽮量；\({\rm{k}} = n{\omega \over c} = n{{2\pi } \over \lambda }\)，式中n是介质的折射率，c是真空中的光速，$\lambda $是光在真空中的波长。
对于吸收介质来说，折射率是复数。
电场强度⽮量总是垂直于传播⽅向，体现了横向特性：\({\rm{k}} \cdot E = 0\)为了简化数学计算，式（1.6.1）中的单⾊平⾯波通常写成：只有等式右边的实数部分代表实际的电场；单⾊光的偏振态由它的电场强度⽮量\(E(r,t)\)表征；电场强度⽮量随时间的变化是精确的正弦变化，即电场必须在特定的频率处振荡假定传播⽅向沿着z轴，对于横波，电场强度⽮量必须在xy平⾯，电场两个相互独⽴的分量可以写成两个相互独⽴的正的振幅\({A_x}\)和\({A_y}\)，两个独⽴的相⾓\({\delta _x}\)和\({\delta _y}\)来反映这两个相互独⽴的分量；由于振幅是正的，相交的范围定义为$ - \pi < {\delta _{x,y}} \le \pi $；电场强度⽮量的x分量和y分量可以在特定的频率上独⽴振动，所以必须考虑这两个正交振动分量叠加作⽤；两个同频率有⼀定夹⾓的独⽴振荡的叠加问题，⼀般的运动轨迹是⼀个椭圆，这对应于x分量和y分量的振动不同步，对光波来说，这对应于椭圆偏振态。
【国家自然科学基金】_抽运-探测技术_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
科研热词 飞秒脉冲激光 顺磁性 铯原子 逆faraday效应 超快光学 超分辨掩模 薄膜 自由电子 相位变化 皮秒脉冲 电子自旋弛豫 激光技术 时间分辨抽运探测 抽运-探测 圆偏振激光 可逆 半导体 光热开关 光抽运光谱 偏频锁定 中心暗斑衍射 dp机制 bisb薄膜
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
推荐指数 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
科研热词 推荐指数 量子层析 1 里德伯态 1 辐射陷获 1 真空压缩态光场 1 相空间填充 1 电子自旋弛豫 1 激子饱和 1 激光光谱 1 有效辐射率 1 时间分辨克尔光谱 1 抽运-探测技术 1 压力增宽 1 分子常数 1 全光开关 1 光学参量振荡器 1 光学-光学双共振多光子离化谱 1 wigner准概率分布函数 1 rb+(ar n2)混合蒸气 1 no2 1 gaas 1 dp机理 1 (ga,mn)as稀磁半导体 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
2011年 科研热词 推荐指数 抽运-探测 2 饱和吸收 1 飞秒激光 1 飞秒抽运-探测光谱 1 铽镓石榴石晶体 1 遗传算法 1 逆法拉第效应 1 载流子寿命 1 超快动力学 1 超快光谱 1 相干激光雷达 1 相干态 1 相干光学 1 测速 1 时间分辨抽运-探测透射光谱 1 时间分辨 1 抽运-探测光谱技术 1 抛物两步模型 1 带隙重整化效应 1 带填充效应 1 外差检测技术 1 吸收增强 1 反演问题 1 元激发 1 信噪比 1 gaas体材料 1
聚合物全光开关调制深度的改进
基金项 目： 国家 自然科 学基 金资助 项 目（０ ７ １２ ２ ８ ２ ６ ） 湛江师范学院 自然科学基金 资助 项 目（ ０ ２ ） １ ７ ４ ５ ，００ ０ ５ ； Ｌ ７０．
作者简介 ： ￣（９９ ）男 ． 东阳江人 ， 许 １５－ ， 广 湛江师范 学院分析测试 中心教授 ， 事光子薄膜 材料 制备与应 用研 究 从
由于偶 氮苯 生色 团染 料掺 杂 聚合 物薄 膜有 较强 的弱 光 非线 性 效应 和光 致 双折 射效 应 ， 且 具有 制 作成 并
本 低 、 光学 与热 学性 质 可 以通 过 分 子结构 的设 计 而调 节等优 点 【 ， 其 １ 因此在 全光 开关 及 全 光 调制 器方 面有 ］
许 棠 梁 爱珍 刘 如 军 徐 海 明 ， 鸿妹 ， ， ， 林
（． 江 师 范 学 院 分 析 测 试 中心 ， 东 湛 江 ５ ４ ４ ；． 江 师 范 学院 化 学科 学 与技 术 学 院 ， 东 湛 江 ５４ ４ ） １湛 广 ２０８２湛 广 ２ ０ ８
摘
要 ： 出一种新的方 法组成 有机 聚合物全光 开关 ， 提 由偏振 方向相 互垂 直的 两束线偏 振光 作为激 发光（ ３ ５２
ＰＳ 偏 振 器 ； Ｓ ＇： Ｍ＇：反 射 镜 ；Ｌ：透镜 ； Ｓ ：分束 镜 ； Ｂ＇ Ｓ Ｆ：６ ２ ８ｎ 滤 波 器 ；Ｃ： 波器 ； Ｃ： 算 机 ３ ． ｍ 斩 Ｐ 计
射探 测 光 的偏 振 方 向成 ４。然 后 经 反 射镜 Ｍ。反射 和 分 束 ５，
图 １ 测量薄 膜样 品全光开关特Fra bibliotek 的实验装置
５ ６
湛 江师 范学 院学 报 （ 自然 科学 ）
探讨多个频率下都会出现磁共振信号的机理
By 梁志敏 10300300078 许梦思 10300300079
指导老师：陈张海 乐永康
实验目的
在原来实验的基础上再做一次，加 深对光泵磁共振实验的理解，同时将 在第一次实验中遇到的问题和可以扩 展的内容进行进一步的探讨研究，培 养分析问题和解决问题的能力。
实验原理
光泵磁共振是用光抽运方法使 原子的粒子数分布产生重大改变（偏 极化），并利用抽运光对磁共振信号 做光检测，它巧妙地将频率较低的射 频信号的变化转换为频率很高的光信 号的变化来测量，使观测信号的功率 提高了几个数量级。
结果
射频信号中存在高次谐波，可能是多频率共振 信号的成因。
第三次实验
内容：测量I//=0.45A、0.50A时所有共振频 率，并将非正常共振频率下的射频信号输入示 波器作FFT，记录各倍频信号幅度。
条件：三角波扫场幅度500mv，垂直场电流 I1=0.062A（抵消地磁垂直分量）
实验数据
射频信号存在高次 谐波，奇次频信号 强度明显比偶次频 高，并且随着频倍 数增大信号强度减 小。
各奇次频信号强度 比的倒数如右：
倍频 v
频率 /KHz
302 1
400 1
452 1
600 1
3v 5v 7v 3.08 5.42 8.13 3.17 5.73 9.34 2.52 6.20 6.76 3.17 5.55
*试验中并未进行>225°的测量，此后的讨论均需注意。
• 实验图
• 数据分析
0°、90°、180°，光抽运信号强度最大， 912mV;
45°、135°、225°，光抽运信号最小， 强度为零；
其他角度，光抽运信号强度介于前两者之 间
双折射光子晶体光纤中基于脉冲俘获的全光开关的研究
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ４ １２ ．
Ｄｅ ． ０ ｃ ２ ０６
文 章 编 号 ：０ ８０ ７ （０ ６ ０ —０ ２０ １０ －１ １ ２ ０ ） ４０ １ —４
双 折射 光 子 晶体 光 纤 中 基 于 脉 冲 俘 获 的 全 光 开 关 的 研 究
姚 敏 ， 朱 华 曹 菊 英 ，
全光开关 是 一项非 常重要 的技术 ， 它可 以应用 到未 来 的超高 速光通 信 系统 ， 计算 和 全光数 据处理 光
等领域 。关 于实 现光脉 冲 开关 的方法在许 多文献 中都 有研究 。例 如在 非线性 光学 环镜 和 马赫 一曾德 干
涉仪 中使 用光 纤 或者半 导 体光 放大 器作 为非 线性 光器 件 来实 现全 光开 关ｕ ］也有 利 用 ＸＰ 和 四波 混 ， Ｍ
明： 被俘获的信号脉冲能产生频移。 让信号脉 冲串在输 出端通过布拉格光纤光栅 ， 俘获 的脉冲将 被滤掉 ， 被 从而
可 实现 光 脉 冲 的 开 与关 。 关 键 词 ： 折 射 ； 子 晶 体 光纤 ； 冲 俘 获 ； 光 开 关 双 光 脉 全
中图分类号 ： ＴＮ２ ３ ５ 文献标识码； Ａ
维普资讯
第２ ４卷第 ４ 期
２０ ０ ６年 １ ２月
佛 山科学技 术学 院学 报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｏ ｈ ｎＵｎｖ ｒｉ （ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） ｏ ｒ ａ ｏ ｓ ａ ｉｅｓ ｙ Ｎａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｆ ｔ ｅ ｉ
中脉 冲俘 获这 种有 趣 的现象 ： 一个 光脉 冲俘 获另一 个光 脉 冲然 后 它们沿 光纤共 同传 输 。 是 双折射 光纤 先 中发现 了孤子 俘获 现象 Ｌ ， ７ 即两个 正交 偏 振 的相 等强 度 的孤 子脉 冲相互 俘获 并 且 沿光 纤共 同传输 。随 ］
有机聚合物全内反射型热光光波导开关
有机聚合物全内反射型热光光波导开关
有机聚合物全内反射型热光光波导开关是一种新型的光电子器件，它具有高速、低功耗、小尺寸等优点，因此在光通信、光计算、光存储等领域具有广泛的应用前景。
该器件的工作原理是利用有机聚合物的热光效应，通过加热有机聚合物使其折射率发生变化，从而实现光信号的调制和开关。
而全内反射型光波导则是将光信号在波导内部反射，从而实现光信号的传输和控制。
相比于传统的硅基光电子器件，有机聚合物全内反射型热光光波导开关具有以下优点：
1. 高速：有机聚合物的热光效应响应速度快，可以实现高速的光信号调制和开关。
2. 低功耗：有机聚合物的热光效应需要的能量较少，因此功耗较低。
3. 小尺寸：有机聚合物可以制备成薄膜形式，因此器件尺寸较小，可以实现高密度集成。
4. 可调性：有机聚合物的折射率可以通过加热进行调节，因此可以实现灵活的光信号控制。
目前，有机聚合物全内反射型热光光波导开关已经在实验室中得到了广泛的研究和应用。
例如，研究人员利用有机聚合物制备了高速的光调制器和光开关，实现了10 Gbps的光信号传输。
同时，有机聚合物的可调性也为光信号处理和光存储等领域提供了新的思路和方法。
总之，有机聚合物全内反射型热光光波导开关是一种具有广泛应用前景的新型光电子器件，它的高速、低功耗、小尺寸和可调性等优点将为光通信、光计算、光存储等领域带来更多的机遇和挑战。
有机聚合物全内反射型热光光波导开关[发明专利]
![有机聚合物全内反射型热光光波导开关[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f229eb3d28ea81c759f57890.png)
专利名称：有机聚合物全内反射型热光光波导开关专利类型：发明专利
发明人：杨建义,江晓清,李锡华,王明华
申请号：CN01139124.3
申请日：20011217
公开号：CN1354387A
公开日：
20020619
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种采用有机聚合物全内反射型热光光波导开关,包括2×2对称的有机聚合物X形波导,是在有机聚合物波导构成X结的交叉区设置光自由传输扩展区,用“牛角”波导与单模波导连接。
本发明用有机聚合物方便地制成了无阻塞、低损耗、高性能的2×2热光光波导开关,这为有机聚合物提供了一种制作大规模的N×N热光光波导开关列阵的途径。
申请人：浙江大学
地址：311300 浙江省杭州市西湖区玉古路20号
国籍：CN
代理机构：浙江高新专利事务所
代理人：崔勇才
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有机聚合物全内反射型热光光波导开关
有机聚合物全内反射型热光光波导开关有机聚合物全内反射型热光光波导开关是一种具有广泛应用前景的光电子器件。
它能够在光信号与热信号之间实现高效的转换，具有快速响应速度、低功耗和小尺寸等优点。
本文将详细介绍有机聚合物全内反射型热光光波导开关的原理和应用。
有机聚合物全内反射型热光光波导开关的原理是基于有机聚合物材料的光学和热学性质。
有机聚合物材料具有较高的非线性光学系数和热膨胀系数，通过控制输入光的强度和波长，可以实现在材料内部产生局部的温度变化。
当温度变化达到一定阈值时，有机聚合物材料的折射率也会发生变化，从而实现光的全内反射和漏射。
有机聚合物全内反射型热光光波导开关的结构包括光波导层、电极层和加热层。
光波导层用于传输光信号，电极层用于控制光的输送和调制，加热层用于产生热效应。
当电极层中的电流通过时，加热层会产生相应的热量，使有机聚合物材料的温度升高。
当温度升高到一定程度时，有机聚合物材料的折射率发生变化，光信号就会从全内反射转为漏射，实现光的开关功能。
有机聚合物全内反射型热光光波导开关具有广泛的应用前景。
首先，它可以用于光通信领域，实现光信号的调制和开关。
其次，它可以应用于光子芯片中，实现光信号的控制和处理。
此外，由于有机聚合物材料具有较高的非线性光学性质，有机聚合物全内反射型热光光波导开关还可以应用于光学测量和传感领域，实现光信号的探测和传输。
总结一下，有机聚合物全内反射型热光光波导开关是一种具有广泛应用前景的光电子器件。
它通过控制有机聚合物材料的温度变化，实现光信号的全内反射和漏射，具有快速响应速度、低功耗和小尺寸等优点。
它在光通信、光子芯片和光学测量传感等领域具有重要的应用价值。
相信随着技术的不断发展和创新，有机聚合物全内反射型热光光波导开关将会在光电子领域展现出更加广阔的前景和应用空间。
圆偏振电致发光
圆偏振电致发光圆偏振电致发光是一种荧光材料，它可以在受到电场刺激的情况下发光。
相比于其他电致发光材料，圆偏振电致发光的光谱是非常独特的，因为它能够发出极具方向性以及选择性极高的正向旋转圆偏振光。
这种光谱特性赋予了圆偏振电致发光材料广阔的应用领域。
圆偏振电致发光的制备过程可以分为如下几个步骤：1. 基底处理：首先需要准备基底，通常是玻璃或聚合物基底。
在制备之前，需要对基底进行涂覆处理，以便于电极材料的粘附和定位。
2. 电极制备：然后需要在基底上形成电极材料，通常是金属薄膜。
电极需要具备良好的导电性和透光性，以便于光线照射到材料中间的活性区域。
3. 活性层制备：接着需要制备圆偏振电致发光的活性层。
活性层是制备整个光致发光器件的核心部分，其光学性质决定了光致发光的光谱和强度。
活性层通常是由一种或多种复杂的有机分子材料组成。
4. 包裹层制备：为了保护活性层并提高其光致发光性能，还需要在活性层上面包覆质子隔离膜和铝金属反射层。
质子隔离膜可以防止活性层受到水分和空气的污染，从而扩展其使用寿命。
铝金属反射层可以提高光致发光器件的光输出效率。
5. 连接电极：最后需要在反射层上形成另一层电极材料，以便于光致发光器件的连接和使用。
连接电极通常是由银薄膜或透明导电氧化物材料组成。
通过以上的制备过程，可以得到发光性能优良的圆偏振电致发光器件。
这种器件的广泛应用包括：显示技术、白光LED技术、太阳能电池技术、生物传感器技术等。
未来的研究工作将继续优化圆偏振电致发光器件的光致发光性能和制备工艺，并且探索其在新兴领域的应用前景。
实验光泵磁共振实验综述
实验光泵磁共振实验在五十年月早期，法国物理学家卡斯特勒（ A · H· Kastler）提出了光抽运（optical pumping ，又称光泵）技术，并发现和发展了研究原子核磁共振的光学方法，所以于1966年荣获诺贝尔物理学奖。
光抽运（即光泵）是用圆偏振光束激发气态原子的方法，以打破原子在所研究的能级间的玻耳兹曼热均衡散布，造成所需的布居数差，进而在低浓度的条件下提升了核磁共振强度，这时再用相应频次的射频场激励原子的磁共振。
在探测核磁共振方面，不是直接探测原子对射频量子发射或汲取，而是采纳光电探测的方法，探测原子对光量子的发射或汲取。
因为光量子的能量比射频量子高八个数目级，所以探测信号的敏捷度比一般磁共振探测技术高八个数目级。
三十多年来，用光抽运——磁共振——光电探测技术对很多原子、离子和分子进行了大批研究，增进了对微观粒子构造的认识。
如对原子的磁矩、朗德因子 g ，能级构造、塞曼分裂等，尤以对碱金属原子（铷等）激发态精美与超精美构造的研究方面起了很大推进作用。
别的光抽运技术在激光、原子频标和精测弱磁场等方面也都有宽泛的应用。
本实验以碱金属——铷（ Rb）原子做为研究对象，所波及的物理内容丰富，应用到原子物理学，光学，电磁学及无线电电子学等方面的知识，并定性或定量地认识到原子内部的好多信息。
它是典型的波谱学教课实验之一。
实验原理1、铷（ Rb ）原子的精美构造与超精美构造能级本实验研究气态的自由原子——铷（Rb ）,它和全部碱金属原子Li 、 Na、 K同样，在牢牢约束的满壳层外只有一个电子。
铷的价电子处于第五壳层，主量子数n = 5 。
n 为5 的电子，其轨道量子数 L = 0 ， 1， 2， 3，4， (n-1)。
基态 L = 0 ，最低激发态 L = 1 ，电子自旋量子数 s = 1/2 。
因为电子的轨道运动与自旋的互相作用（即L-S 耦含）而发生的能级分裂，称为原子的精美构造（见图1）。
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第33卷 第1期2006年1月中 国 激 光C H IN ESE J OU RNAL O F L ASERSVol.33,No.1J anuary ,2006文章编号:025827025(2006)0120102205线2圆双偏振态光束抽运有机聚合物全光开关石俊田1,罗洋城1,2,佘卫龙13,吴水珠31中山大学光电材料与技术国家重点实验室,广东广州5102752韶关学院物理系,广东韶关512005;3华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640摘要 为了有效降低偶氮苯聚合物薄膜全光开关信号的本底,提高全光开关信号的调制深度,利用线偏振光合成圆偏振光的原理,设计了一种新的线2圆双偏振态光束抽运光路。
实验用532nm 光作为抽运光,63218nm 的He 2Ne 激光作为探测光。
532nm 的光先分为功率相等但偏振正交、相位差为π/2奇数倍的两束线偏振光,然后再合成一束抽运光。
通过调制其中的一束来实现线偏振与圆偏振抽运光之间的转换,从而实现样品光致双折射的产生与擦除。
以掺杂分散红1(DR1)的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(PMMA )为样品进行实验。
结果表明,用此光路,样品全光开关信号的调制深度达到92%,远远高于传统的单一线偏振光束抽运光路的实验结果。
关键词 非线性光学;全光开关;线2圆双偏振态光束;抽运;偶氮苯聚合物;调制深度中图分类号 O 436.3;O 436.4;O 437 文献标识码 AAll 2Optical Switching in Polymer Pumped by a Beam withLinear 2Circular Double PolarizationSH I J un 2tian 1,L UO Yang 2cheng 1,2,SH E Wei 2long 1,WU Shui 2zhu 31T he S tate key L aboratory of O ptoelect ronic M aterials and Technologies ,Zhongshan Universit y ,Guangz hou ,Guang dong 510275,China2Physics De partment of S haoguan Universit y ,S haoguan ,Guang dong 512005,China3College of M aterials S cience and Engineering ,S outh China Universit y of Technology ,Guangz hou ,Guang dong 510640,ChinaAbstract In order to depress the background and increase the modulated depth of the all 2optical switching signal ,a new experimental setup is designed based on the principle in which a circularly polarized beam can be constructed by two orthogonally linearly polarized ones.This experimental setup contains a probe beam at 63218nm and a pump beam at 532nm with linear 2circular polarization.In the experiment ,a beam f rom a semiconductor laser at 532nm is splitted into two ones with orthogonal polarization and same power ,whose phases have a difference of (2n +1)π/2(n =0,1,2,3,…).The two beams are then recombined into a beam.By modulating one of the two beams at 532nm ,a pump beam with alternately linear 2circular polarization can be prepared.With DR1doped PMMA film as a sample ,the experiment shows that the modulated depth in the new setup can reach 92%,which is much larger than that in the traditional method ,where a single linearly polarized pump beam is used.K ey w ords nonlinear optics ;all optical switching ;linearly 2circularly double polarized beam ;pump ;azobenzene polymer ;modulated depth 收稿日期:2005207221;收到修改稿日期:2005209220 基金项目:广州市科技计划基金(2002J1C0111)资助项目。
作者简介:石俊田(1980—),男,山东费县人,中山大学硕士研究生,主要从事有机聚合物光学材料非线性光学性质的研究。
E 2mail :www3271@ 3通信联系人。
E 2mail :stils02@1 引 言 光开关是高速发展的全光网络技术中不可缺少的光器件之一。
由于偶氮苯材料可以实现可逆的光致异构,表现出光致各向异性[1]、二向色性[2]和光致折射率改变[3]等优良的光学特性,因而受到人们的广泛关注。
其全光开关效应是目前非线性光学领域的研究热点之一[4～6]。
传统的聚合物光致折射率改变全光开关研究,大都采用单束线偏振光抽运的方法[5,6]。
这种方法定性研究偶氮苯材料响应速度与生色团浓度、抽运光光强以及生色团种类之间的关系,曾经获得了很好的结果。
但是,在利用这种方法做光开关实验时,一般本底较高,调制深度低,开关效果欠佳。
单光束抽运全光开关本底较高的根本原因是:偶氮分子在线偏振抽运光作用下,通过光致异构取向;这种取向状态在抽运光关闭后来不及完全弛豫到抽运前的非取向状态,使得材料在宏观上仍然保持着折射率各向异性。
如果我们采用一种技术,在线偏振抽运光关闭后,帮助取向偶氮分子迅速弛豫到抽运前的非取向状态,就可以降低本底,提高全光开关调制深度。
在线偏振抽运光关闭后同向射入一束圆偏振光就可达到此目的。
也就是说,我们所要用的同一束抽运光,它的状态是线偏振和圆偏振交替变化的。
线偏振状态容易实现,圆偏振状态可以用两束正交的且相位差为π/2的奇数倍的线偏振光合成实现[7]。
基于这一思想我们设计了新的开关光路。
实验结果表明,在这种新的光路下,样品掺杂分散红1聚甲基丙烯酸甲酯(DR1/PMMA)的开关调制深度达到92%,远远高于同种样品在单束线偏振光抽运下的调制深度。
2 实验样品及装置2.1 样品实验样品为掺杂偶氮染料分散红1的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜,掺杂质量分数为5%。
样品原料均购自Aldrich化学公司[8]。
2.2 实验装置实验装置如图1所示。
用经过倍频后的半导体激光作为抽运光,波长为532nm。
抽运光从半导体激光器出射,经过一个分束镜BS1后分成两束光:A 光束和B光束,两光束光程相等。
其中A光束先后经过全反射镜M1,起偏器P3,斩波器chopper,然后再经过分束镜BS2照射到样品上;B光束经过薄玻璃片,全反射镜M2,起偏器P4后再经过分束镜BS2,与此时经过的A光束汇合成一束光线照射到样品上。
微调薄玻璃片来调节B光束的光程,在保证A光束光强与B光束光强相等的同时,使两束光到达样品时的光程差为±(4K+1)λ/4(K为整数)。
这样到达样品薄膜时的相位差为π/2的奇数倍。
用下面的方法来判断两束光的相位差是否为π/2的奇数倍:在样品台上放一块λ/4片,它的后面再放一块检偏器,转动检偏器观察是否有消光现象。
如果有,则说明两束光已经合成圆偏光,即两光束相位之差为π/2的奇数倍。
否则转动薄玻璃片,改变其中一束光的相位,然后重复上述步骤。
经过反复调试之后,可以找到合成抽运光为圆偏振光的情况,此时两束光的相位差也就为π/2的奇数倍了。
图1实验装置图Fig.1Schematic diagram of experimental setup如果A光束开着,A和B两束光就在样品薄膜上合成了圆偏振光;如果A光束关闭,到达样品薄膜上的光就是线偏振光。
启动斩波器,到达样品薄膜上的532nm光就是前面所要求的抽运光。
实验使用远离共振区的He2Ne激光(63218nm)作为探测光。
探测光依次经过起偏器P1,光阑,透镜lens,样品薄膜,检偏器P2,截止滤光片filter,最后进入探测器detector。
探测器前面的截止滤光片用来滤掉抽运光的杂散光。
起偏器P1和检偏器P2的偏振方向相互垂直,起偏器P3与P4相互垂直,起偏器P1的偏振方向与桌面平行,P3的偏振方向与桌面成45°角。
起偏器与检偏器均是格兰2汤普逊棱镜,消光比为10-5,探测器由光电倍增管和高速数字示波器组成。
实验温度为16℃,所用的A和B两束抽运光光功率均为2411mW,探测光功率为1145mW。
抽运光调制频率为30Hz。
3 实验结果及讨论 图2为样品薄膜在B光束单独抽运下(a)和A, B两光束(A光束斩波)共同抽运下(b)的全光开关响应曲线,图3为图2(b)的放大图。
B光束单独抽运时开关效应效果不理想,本底相当高;调制深度也很低,对于全光开关来说是极其不利的。
而A,B两光束(A光束斩波)共同抽运时本底相对较低,调制301 1期 石俊田等:线2圆双偏振态光束抽运有机聚合物全光开关深度达92%,远远高于单光束抽运调制深度。
但是同时也看到,A ,B 两光束(A 光束斩波)共同抽运时信号的峰值也远低于单光束抽运时的峰值。
图2薄膜样品(DR1/PMMA )的全光开关效应曲线(抽运光调制频率为30Hz )(a )单光束抽运;(b )双光束抽运Fig.2All 2optical switching effect of DR1/PMMA(at chopping frequency 30Hz )(a )single beam ;(b )twobeams图3图2中曲线(b )的放大图Fig.3Amplification effect of Fig.2(b )在没有被抽运光照射前,样品表现出光学各向同性,探测光经过样品后偏振态方向不会发生改变,通过两个相互垂直的起偏器P 1与检偏器P 2后,没有信号光进入探测器。