楔形晶体波片消偏器的性能分析
楔形光学元件
楔形光学元件楔形光学元件是一种常见的光学元件，它具有特殊的形状和光学性质，被广泛应用于光学仪器和设备中。
本文将介绍楔形光学元件的原理、特点以及应用领域。
我们来了解一下楔形光学元件的原理。
楔形光学元件通常由两个平面光学面构成，这两个面之间有一个小的夹角，形成一个楔形的结构。
由于楔形的存在，光线在经过光学元件时会发生折射和反射，从而改变光线的传播方向和幅度。
楔形光学元件的特点之一是其楔形角度可以根据需要进行调节。
通过改变楔形角度，可以控制光线的折射和反射程度，从而实现对光线的调控。
此外，楔形光学元件还具有较高的光学质量和稳定性，可以提供良好的光学性能。
楔形光学元件在光学领域具有广泛的应用。
首先，在激光系统中，楔形光学元件可以用作激光束的分束器或合束器。
通过调节楔形角度，可以实现激光束的分离或聚焦，从而满足不同光学系统的需求。
在光学显微镜中，楔形光学元件可以用作样品的夹持器。
通过将样品放置在楔形光学元件的两个光学面之间，可以使样品在显微镜下呈现出不同的形貌和特征。
这种方法可以有效地增强样品的对比度和分辨率，提高显微镜的观察效果。
在光纤通信系统中，楔形光学元件可以用作光纤的耦合器。
通过调节楔形角度，可以实现光纤之间的光信号的高效传输和耦合。
这种方法可以提高光纤通信系统的传输效率和稳定性，减少信号的损失和干扰。
除了上述应用外，楔形光学元件还可以用于光学测量和检测领域。
例如，在光学干涉仪中，楔形光学元件可以用作干涉仪的分光器或合波器，用于测量样品的形貌和表面特性。
此外，楔形光学元件还可以用于光学传感器和光学调制器等设备中，实现对光信号的调控和探测。
楔形光学元件是一种重要的光学元件，具有可调控光线的特点和广泛的应用领域。
通过调节楔形角度，可以实现对光线的折射和反射的控制，从而满足不同光学系统的需求。
在激光系统、光学显微镜、光纤通信系统以及光学测量和检测领域等方面都有重要的应用价值。
随着科技的不断发展，楔形光学元件在光学领域的应用前景将会更加广阔。
基于楔板型分束镜的望远镜系统优化设计
基于楔板型分束镜的望远镜系统优化设计望远镜是一种通过光学组件将远距离的物体放大来观察的仪器。
其中分束镜是望远镜中必不可少的光学元件之一，将光线从望远镜主体中分离出来，使得焦点的入口不在视线的路径上。
其中，楔板型分束镜是经典的分束镜类型之一，它具有较多的优化空间，可用于提高望远镜的性能指标。
本文将介绍如何基于楔板型分束镜对望远镜系统进行优化设计。
一、楔板型分束镜原理楔板型分束镜的原理是基于楔形玻璃板的不同折射率和反射率，将入射光线分为两条不同的光线，并将这两条光线粘合在一起，组成两条平行的光线，从而实现光线的分离和重组。
该类型的分束镜广泛应用于天文学领域，是望远镜中的一种重要光学元件。
1. 消除散射楔形板材料的折射率与周围环境的折射率差异会导致光线的散射，这将对望远镜系统的性能造成负面影响。
为了减少这种散射，可以使用高质量的楔形玻璃，并保持其表面的光滑和平整。
2. 提高光透过率楔形玻璃板的厚度和角度会影响其光透过率，因此在优化设计时需要考虑这些因素。
一般来说，在保持一定的分束效果的前提下，尽可能减小楔形玻璃板的厚度和倾角，可以提高光透过率。
3. 优化镀膜镀膜是望远镜系统中必不可少的组成部分，能够增加光学元件的反射率和透过率。
对于楔板型分束镜来说，镀膜也是优化设计的一个方面。
在使用楔形玻璃板时，需要在上面涂上反光涂料，以增加其反射率。
同时，在相应的介质中，还可以增加镀膜的折射率，从而提高光线的透过率。
三、总结楔板型分束镜是望远镜系统中常用的光学组件之一，通过分离和重组光线来实现望远镜的成像功能。
在优化设计楔板型分束镜时，需要考虑多个因素，例如消除散射、提高光透过率和优化镀膜等。
只有充分考虑这些因素，并在实践中进行实际测试和调整，才能实现望远镜系统的最佳性能。
晶体偏振器件概述
三、用惠更斯作图法求取光线方向 p.485-486 晶体光轴平行于 波片的入射表面。
光轴
主面平行于纸面
入射光(Incident ray)
O 光垂直于纸面
e 光平行于纸面
optical axis
AA
AA
O’ E’
折射光方向 只有一个， O 但o光和 e E oe o e 光速度不同， 图1-b-1) 通过晶体后， 图1-b) 产生一个相 位差。 光线垂直入射时的双折射现象 应用。 (晶体表面平行于光轴)
波片的快轴和慢轴：快轴(Fast axis)和慢轴(Slow axis)
快轴：波片（晶体中）中传播速度快的光矢量 (Light vector)方向为快轴。 慢轴：称波片中传播速度慢的光矢量(Light vector)方向为慢轴。 波片的快、慢轴与晶体光轴的关系？ 波片是透明的晶体制成的平行平面薄片，晶体光轴平行于波 片的入射表面。 负单轴晶体中，e光比o光传播速度快，e光的光矢量方向为快 轴。e光的光矢量在主平面内，平行光轴，即快轴平行于光轴。 正轴晶体中，o光比e光传播速度快，o光的光矢量方向为快轴。 0光的光矢量垂直主平面内，垂直光轴，即快轴垂直于光轴。
tg 2
2a1a2
2 a1 2 a2
cos
2 1
不同φ 值的偏 振.
偏振光的分类与表示
E Ex E y 2 2 a1 a2
2 x 2 1 2 Ey
椭圆形状分析：(
Ey Ey Ex Ex
I A o q A
o
q e
0.56I
e q A A
0.86I
q
a)
光轴垂直于入射面
b) 光轴平行于入射面
一、偏振棱镜 (Polarizing prism)
光学器件知识(3)：偏振器件
• 部分偏振光： 无固定相位关系，振动方向任意、不同 方向上振幅不同的大量光振动的组合
E E0 cost kr
偏振光分类
• 自然光 • 完全偏振光
– 椭圆偏振光 – 圆偏振光 – 线偏振光
• 部分偏振光
• 自然光：所有可能方向上，光矢量的振幅 相等
• 椭圆偏振光：频率相同并且有固定的位相 差
• 圆偏振光：振幅恒定，频率相同并且有固 定的位相差π/2
• 线偏振光：光矢量沿某一固定方向振动
光学器件（3）：偏振器件
主讲人：杨营 2016年4月22日
常见光学器件
•光源类 1.He-Ne激光器 2.氙灯 3.氘灯 4.卤钨灯 5.LED 6.半导体激光管LD •光学器件类 1.透镜 2.中性滤光片 3.带通滤光片 4.分划板 5.光学窗口 6.光纤 •偏振器件类 1.偏振棱镜/偏振片 2.波片 3.偏振/消偏振分光棱镜 •光谱仪器 1.单色仪/光谱仪 2.摄谱仪 •探测器件 1.半导体光电探测器（ Si探测器，InGaAs红外 探测器） D器件
内容提要
• 偏振光 • 线性偏振器
– 偏振片 – 偏振棱镜
• 波片
– ¼ 波片 – ½ 波片
• 消偏振分光棱镜
重点内容
1、偏振光分类 2、主要的波片的主要技术指标
光的偏振
• 偏振是各种矢量波共有的一种性质。对各种矢量波 来说，偏振是指用一个场矢量来描述空间某固定点 所观测到的矢量波（电场、应变、自旋）随时间变 化的特性。
基于楔形微透镜补偿半导体激光阵列指向偏差
Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｏｆｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙｄｅｖｉａｔｉｏｎｏｆｌａｓｅｒｄｉｏｄｅ ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｗｅｄｇｅｓｈａｐｅｄｍｉｃｒｏｌｅｎｓａｒｒａｙ
ＭＥＮＧＪｉａｏ，ＣＡＯＹｉｎｈｕａ，ＱＩＮＷｅｎｂｉｎ，ＬＩＵＹｏｕｑｉａｎｇ，ＬＩＪｉｎｇ，ＧＵＯＺｈａｏｓｈｉ， ＬＡＮＴｉａｎ，ＧＵＡＮＪｉａｏｙａｎｇ，ＰＡＮＪｉａｎｙｕ，ＷＡＮＧＺｈｉｙｏｎｇ
镜片发生两次折射，当 α＝β时，出射光平行于入射
光，如图中黑线所示，θ０ 是水平入射光线的入射角， 其几何关系有：
θ０ ＝９０°－α
（１）
如图中灰线所示，ＬＤＡ发光单元的，实现补偿光束指
向角的作用。根据折射定律和几何关系有：
ｓｉｎθ１ ＝ｎｓｉｎθ２
（２）
ｎｓｉｎθ３ ＝ｓｉｎθ４
孟 娇，曹银花，秦文斌，刘友强，李 景，郭照师，兰 天，关娇阳，潘建宇，王智勇
（北京工业大学 材料与制造学部先进半导体光电技术研究所，北京 １００１２４）
摘 要：针对半导体激光阵列的发光单元指向性偏差导致快轴光束质量显著劣化的现象，研究了 发光单元指向性偏差对快轴光束质量的影响，提出了一种利用微光学元件补偿发光单元指向性 偏差的方法，设计了一种楔形微透镜阵列，可实现单个 ｂａｒ条的光束耦合进芯径 ２００μｍ、ＮＡ＝ ０２的光纤。模拟计算结果表明，楔形微透镜阵列的补偿作用可使半导体激光阵列快轴方向的 光参数积由 ６４２４ｍｍ·ｍｒａｄ下降到 ５８１４ｍｍ·ｍｒａｄ，光纤耦合效率达到 ９５６％，相比补偿前 提高了 １０４％。为降低工艺难度，采用分类补偿的方法，模拟光纤耦合效率达到 ９１５％。考虑 到工业应用，采用由三片楔形透镜组成的透镜组对分类后的发光单元光束分别进行补偿，测量得 到的光纤耦合效率为 ９０４％，比补偿光束指向性之前的耦合效率提高了约 ７％。 关键词：半导体激光阵列；发光单元指向性；楔形微透镜；光束质量 中图分类号：ＴＮ２４８４ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０２１．０６．０１１
偏振控制及偏振测试基础知识
偏振控制及偏振测试基础知识1. 偏振态的表示方法2. 偏振态的控制方法3. 偏振态的测量方法4.偏振度（DOP）及其测量5. 偏振消光比（PER）及其测量6.偏振相关损耗（PDL）及其测量7. 偏振模色散（PMD）随着通信技术的飞速发展，电信运营商们正在不断地提高 WDM 系统中单信道的传输速率。
目前，单波长传输速率为 40Gb/s 的系统正在建设中，而传输速率更高的系统也已经进入了人们的视野，这对光纤中的偏振模色散（PMD），偏振相关调制（PDM），放大器的偏振相关增益（PDG）等均提出了更高的要求。
尤其是近两年，偏振复用、相干探测技术成为在现已铺设的光缆中实现更高速率传输的热点解决方案，赢得了业内人士的普遍关注。
另一方面，随着光纤传感技术的突破性进展，光纤传感系统在国民经济的各个领域中得到广泛应用。
作为解调相位、频移等传感信号的重要方法之一，相干探测成为分布式传感、角速度传感、声学传感、电流传感等传感领域的核心技术。
而控制偏振态，实现干涉信号的稳定输出，则是相干探测的关键部分。
因此，我们可以看到，无论是在通讯领域，还是在传感领域，光的偏振都是大家共同关注的问题。
下面我们简单介绍一下偏振的基本概念、偏振的控制方法及几个重要偏振特性的测量技术。
1. 偏振态的表示方法所谓光的偏振，是指在光的传播过程中其能量分布的偏向性。
光是一种横波，其能量分布是横向的，也就分布于传播方向的横截面上。
而能量在此平面上如何分布，则是偏振所要描述的问题了。
对于完全偏振光，能量在此平面内的分布是确定的，有固定的方向性。
而对于自然光，其能量分布是没有任何方向上的偏向的，是完全随机的。
我们日常见到的绝大部分光，则是介于这两个状态之间的，其能量的分布既有一定的随机性，也有一定的偏向性。
光是电磁波，其偏振状态可以用光的电矢量来描述。
根据电矢量末端的变化轨迹，偏振光可以分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。
此外，由电矢量还可以派生出来其他几种表示方法，如偏振椭圆、Stokes参数、邦加球，另外还可以通过琼斯矩阵、米勒矩阵来表示一个偏振器件对偏振态的影响或改变。
《物理光学基础》实验指导书-声光调制器实验和电光调制器实验
物理光学实验报告学院：信息与通信工程学院班级：学号：姓名：日期：2021年5月3日实验一声光调制器一、实验目的1、掌握声光调制器的工作原理和使用方法。
2、稳固书上所学的关于声光调制器的应用原理、范围。
二、实验仪器1、声光调制器实验仪 1台2、半导体激光器或He-Ne激光器 1台3 5V、24V直流电源各1台4 单踪5MHz示波器 1台三、实验原理和电路说明声光调制器实验仪由线性声光调制器及驱动电源两局部组成。
驱动电源产生150MHZ频率的射频功率信号参加线性声光调制器，压电换能器将射频功率信号转变为超声信号，当激光束以布拉格角度通过时，由于声光互作用效应，激光束发生衍射〔如图1所示〕。
外加文字和图像信号以0.5~~5.5V 电平输入驱动电源的调制接口“输入〞端，衍射光光强将随此信号变化，从而到达控制激光输出特性的目的，如图2所示。
线性声光调制器由声光介质〔钼酸铅晶体〕和压电换能器〔铌酸锂晶体〕、阻抗匹配网络组成。
声光介质两通光面镀有0.6328 um〔或者其他〕光波长的光学增透膜。
整个器件由铝制外壳安装。
驱动电源由振荡器、转换电路、锯齿波电路、线形电压放大电路、功率放大电路组成。
驱动电源的工作电压:±15V (黑正、白负、包线为地，注意！！) ; 外输入调制信号由“输入〞端输入 (控制开关拨向“调制〞 ) ，直流工作电压范围为：0.5~~5.5V ; 衍射效率大小由工作电压大小决定。
“输出端〞输出驱动功率,用高频电缆线与声光器件相联后，驱动电源的输入电源才接通±15V电源。
驱动电源的外形图，如图4所示。
图1 布拉格衍射原理图图2 衍射光光强将随此信号变化情况五、实验内容与步骤1、显示声光调制波形，观察声光调制偏转现象2、测试声光调制幅度特性3、显示入射光与衍射光的能量分布4、测试声光频率偏转特性5、测试声光调制衍射效率、带宽等参数6、测量超声波在介质中的声速7、模拟声光调制的光通讯实验研究与演示五、实验报告1、整理实验数据，画出相应的数据表格和波形图。
偏振现象的观察与分析
实验偏振现象的观察与分析实验人：学号：实验时间：实验概述【实验目的及要求】1．观察光的偏振现象，加深对偏振光的理解．2．掌握产生和检验偏振光的原理和方法．3．观察光的旋光现象，学习用旋光仪测定糖溶液的浓度。
【仪器及用具】氦氖激光器，偏振片(或尼科耳棱镜)，半波片，1／4波片，硅光电池，灵敏电流计，减光板，玻璃片．【实验原理】能使自然光变成偏振光的装置或器件称为起偏器．用来检验偏振光的装置或器件称为检偏器．实际上，能产生偏振光的器件，同样可用作检偏器．1．平面偏振光的产生(1)由反射和折射产生偏振自然光在透明介质(如玻璃)上反射或折射时，其反射光和折射光为部分偏振光．当入射角为布儒斯特角(即：入射角满足，为透明介质折射率)时反射光接近于完全偏振光，其偏振面垂直于入射面．(2)由二向色性晶体的选择吸收产生偏振有些晶体(如电气右、人造偏振片)对两个相互垂直振动的电矢量具有不同的吸收本领，称为二向色性．当自然光通过二向色性晶体时，其中一部分的振动几乎被完全吸收，而另一部分的振动几乎没有损失，因此，透射光就成为平面偏振光．利用偏振片可以获得截面较宽的偏振光束，而且造价低廉，使用方便．但偏振片的缺点是有颜色，光透过率稍低．(3)由晶体双折射产生偏振当自然光入射于某些各向异性晶体时，在晶体内折射后分解为两束平面偏振光(o光、e光)，并以不同的速度在晶体内传播，可用某一方法使两束光分开，除去其中一束，剩余的一束就是平面偏振光．尼科耳(Nicol)棱镜是这类元件之一．它由两块经特殊切割的方解石晶体，用加拿大树胶粘合而成．偏振面平行于晶体的主截面的偏振光可以透过尼科耳棱镜，垂直于主截面的偏振光在胶层上发生全反射而被除掉．2．圆偏振光和椭圆偏振光的产生如图1所示，当振幅为A的平面偏振光垂直入射到表面平行于光轴的双折射晶片时，若振动方向与晶片光轴的夹角为，则在晶片表面上o光和e光的振幅分别为和，它们的位相相同．在晶片中，o光与e光传播方向相同，由于传播速度不同，经过厚度为d的晶片后，o光与e光之间将产生位相差：其中表示光在真空中的波长，和分别为晶体中o光与e光的折射率．图1(1)如果晶片的厚度使产生的位相差，这样的晶片称为1／4波片．平面偏振光通过1／4波片后，透射光一般是椭圆偏振光，当时，则为圆偏振光；当和时，椭圆偏振光退化为平面偏振光．换言之，1／4波片可将平面偏振光变成椭圆或圆偏振光，也可将椭圆与圆偏振光变成平面偏振光．(2)如果晶片的厚度使产生的位相差，这样的晶片称为半波片．若入射平面偏振光的振动面与半波片光轴的夹角为，则通过半波片后的光仍为平面偏振光，但其振动面相对入射光的振动面转过角．3．平面偏振光通过检偏器后光强的变化强度为的平面偏振光通过检偏器后的光强为其中为平面偏振光偏振面和检偏器主截面的夹角，上述关系称为马吕斯(Malus)定律，它表示改变角可以改变透过检偏器的光强．当起偏器和检偏器的取向使得通过的光量最大时，称它们为平行(此时)．当两者的取向使得系统射出的光量最小时，称它们为正交(此时)．4．单色平面偏振光的干涉如图2(a)所示，一束自然光经起偏器(尼科耳棱镜或偏振片)N1后，变成振幅为A的平面偏振光，再通过晶片K射到检偏器N2上．图2(b)表示透过N2迎着光线观察到的振动情况，其中、及分别表示起偏器的主截面、检偏器的主截面和晶片的光轴在同一平面上的投影，和分别为N1、N2的主截面与晶片的光轴的夹角．从晶片透过的两平面偏振光的振幅分别为：它们的位相差为．穿过N2后，只存在振动平面平行于N2主截面的分量和，其大小为可见这两束光是同频率、不等振幅、振动平面在同一平面内的相干光．因此，透射光的光强(按双光束干涉的光强计算方法)为式中，它是从起偏器N1透射的平面偏振光的光强，从上式可以看出：(1) 当(或)或时，即透射光强只与N1、N2两主截面的交角的余弦平方成正比，和没有晶片时一样．(2) 当N1、N2正交时，，则如果晶片是半波片，则，当等于的奇数倍时，，即有光透过N2，发生相长干涉；当等于的偶数倍时，，无光透过，发生相消干涉．由此可见，当半波片旋转一周时，视场内将出现四次消光现象．(3) 当N1与N2平行时，，于是有可以看出，这时透过的光强恰与N1、N2正交时互补．实验内容【实验方案设计】（测量及调节方法）1．偏振片主截面的确定将一背面涂黑的玻璃片G立在铅直面内，激光器L射出的一细光束沿水平方向入射到玻璃片上，G的反射光为偏振面垂直于入射面的平面偏振光，使G的反射光垂直射人偏振片N，以反射光的方向为轴旋转偏振片N，从透过光强度的变化和反射光的偏振面，可以确定偏振片的主截面，即透过光强极大时偏振片的主截面和反射光的偏振面一致．并在偏振片上标记其主截面的方向．2．验证马吕斯定律使激光器L射出的光束，穿过起偏器N1和检偏器N2射到硅光电池Pc上，使N1、N2正交，记录灵敏电流计上的示值．将偏振器每转一角度(～)记录一次，直至转动为止．重复以上过程几次．3．考察半波片对偏振光的影响(1)调N1、N2为正交，在N1、N2间和N1平行放置半波片，以光线方向为轴将波片转，记录出现消光的次数和相对应于N2的位置(角度)．(2)使N1和N2正交，半波片的光轴和N1的主截面成(～)角，转N2使之再消光，记录N2位置．改变角，每次增加～，同上测量直至等于．4．椭圆偏振光、圆偏振光的产生与检验实验装置同上，将半波片换成1／4波片．(1)使N1、N2正交，以光线方向为轴将波片转，记录观察到的现象．(2)使用起偏器N1和1／4波片产生椭圆偏振光，旋转检偏器N2观察光强的变化．记录波片光轴相对N1主截面的夹角，以及转动N2光强极大、极小时主截面与波片光轴的夹角．取不同值重复观测．(3)使用N1和1／4波片产生圆偏振光(应怎样安置1／4波片?)，旋转N2，进行观测并记录．(4)为了区分椭圆偏振光和部分偏振光、圆偏振光和自然光，要在检偏器前再加一个1／4波片去观测，注意1／4波片的放置．(5)设计一实验方案(原理和步骤)，说明如何应用一个1／4波片和一个检偏器，去判断椭圆偏振光的旋转方向．5．注意事项(1)应用光电池记录光强时，灵敏电流计应选用低内阻型．读数时，应注意扣除环境。
适用于单色脉冲光的新型双光楔晶体退偏器
了 种 型 双 楔 体 偏 。退 器 ２光 互 成 并 计 特 楔 的 英 体 一 新 的 光 晶 退 器此 偏 由 个 轴 相 ｛ 设 威 殊 形 石 晶 光
楔 组成 ，理论 计算 结果表 明此退偏 器能对单 色脉冲光 完全退偏 。基 于光学设计 软件 （ ＡＰ ＡＳ ）对 所设计 的退偏 器进 行 了仿 真计 算 ，结果表 明经此退偏 器退偏 后 的 出射光偏 振度 Ｐ＜Ｏ ０ １２ 。此 ． ０ ６ 退偏 器的特 点是 对 于任 意偏振 态的 单 色入射 光都能 实现有效 的退偏 ， 适用 于对准单 色光进行 退 也
（ ． Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＯｐ ｏ ｌｃ ｒ ｎ ｃＥｎ ｉ ｅ ｒｎ Ｊ ｎ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ １ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｔ ｅｅ ｔｏ ｉ ｇ ｎ ｅ ｉｇ， ｉ ａ ｉｅ ｓｔ ｙ，Ｇｕ ｎ ｚ ｏ １ ６ ２ ａ ｇ ｈ ｕ ５ ０ ３ ，Ｃｈ ｎ ； ｉａ ２ ．Ｋｅ ｂ ｒ ｔ ｒ ｆ ｙ Ｌａ ｏ ａ ｏ ｙ ｏ ｔ ｅｅ ｔｏ ｉ Ｉ ｆ ｒ ｔｏ ｎ ｅ ｓｎ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｆＧｕ ｎ ｄ ｎ ｇ ｅ Ｏｐ ｏ ｌｃ ｒ ｎ ｃ ｎ ｏ ｍａ ｉｎ ａ ｄ Ｓ ｎ ｉ ｇ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｉｓ ｏ ａ ｇ ｏ ｇ Ｈｉ ｈ ｒ
ｄ ｇ ｅ ｏ ｌ ｒｚ ｔｏ （ ｅ ｒ ｅ ｆ ｐｏ ａ ｉａ ｉ ｎ ＤＯＰ） ｉ ｌ ｓ ｔ ａ ０ ０１ ２６ Ｔｈｉ ｄ ｐ ｌ ｒｚ ｒ ａ ｄ ｐ ａ ｉｅ ｓ ｅ ｓ ｈ ｎ ．０ ． ｓ ｅ ｏ ａ ｉｅ ｃ ｎ ｅ ｏｌｒｚ ｍｏｎ — ｏ ｃ ｏ ｔｃ ｉ ｔ ｈｒ ｍａ ｉ ｌ ｇｈ ｗｉｈ ｒ ｉｒ ｒ ｐ ａ ｉａ ｉ ｎ ｓ ａ ｅ， ａ ｉ ａｓ ｗｏ ｋｓ ｏ ｑｕ ｓ— ｎｏ ｈｒ ｍａ ｉ ｔ ａ ｂ ｔ ａ ｙ ｏｌｒｚ ｔｏ ｔ ｔ ｎｄ ｔ ｌｏ ｒ ｆ ｒ ａ ｉｍｏ ｃ ｏ ｔｃ ｌ ｔ ｉ ．Ｂｅ ｉ ｅ ｇｈ ｓｄ ｓ，ｔ ｅ ｏｌｒｚ ｔｏ ｅ ｕｌｓ ａ ｅ ｉ ｄ ｐｅ ｅ ｔｏ ｉ ｏｍａ ｎ． ｈｅ ｄ ｐ ａ ｉａ ｉ ｎ ｒ ｓ ｔ ｒ ｎ ｅ ｎｄ ｎ ｆｔｍｅ ｄ ｉ Ｋｅ ｗｏｒ ｓ： ｐ ａ ｉａ ｉ ｎ； ｄ ｐ ａ ｉｅ ｙ ｄ ｏｌｒｚ ｔｏ ｅ ｏｌｒｚ ｒ； ｃ ｙ ｔ ｌ ｄｏ ｌ ｏ ｉａ ｗｅ ｇｅ ｒ ｓ ａ ｕｂ ｅ ｐｔｃ ｌ ｄ ｓ； ｓ ａ ｉｌ ｄｏ ｉ ｐ ｔａ ｍａ ｎ
退偏器的发展及应用
ｓ “￡ （ ∞ ） ∞
同理计算 Ｓ １ ，Ｓ ２和 Ｓ ３ ，则 Ｄ Ｏ Ｐ为 ：
ｏ 。 Ｐ 蛐 ＝ ｝
ｌ
ｃ ． 电光调制器中的偏振相关调制——如光 电信号的色散等 ￡传感器和相干通信中偏振相关 响应度等 。 在 以上的应用场合消除偏振相关损害有 效的手段是使用退 偏器，目前行业 已广泛使用在通信系统、 测 量仪器及传感器 中。 ３ 退偏器原理 退偏器中最为典型的退偏器是 Ｌ Ｙ ＯＴ型退偏器 。Ｌ ｙ ｏ ｔ 利用 双折射 晶体来制成退偏器 ，对 白光 退偏 效果很好。 由于 Ｌ ＹＯ Ｔ 型退偏器退偏效果好 ，体积 小等原 因在光纤通讯 中得到广泛使 用 。其工作原理如下： Ｌ ＹＯ Ｔ型退偏器 由两片双折射 晶体 （ 保偏光 纤）组成 ，两 晶体间存在一定长度的关系，且存在 固定 的角度 。其具体所需 条件如下： １ ． 两块 晶体 中，每片晶体的延迟足够大 ： ２ ． 第 一块 晶体和第二块晶体之间的长度 比至少为 ３ ． 两 晶体 间的光轴夹角必须为 ４ ５ 。
使用 【 １ ］ 。
而在特定的场合下，偏振不但没有用 ，反而是有害的 。则 自然界 中或激光器 中，极少的光源能发出非偏振，这时光纤退 偏器就应时而生 。 其能将偏振光转换成非偏振光 ， 具有体积小 ， 损耗低等特 点， 目前广泛应用 于光纤通 讯及光学传感等领域 中。 １退偏器的分类
图２ １ ５ ５ ０ ｉ ｒ ｍＬ Ｄ光源 输入时 Ｄ ＯＰ效果 图
４ 结 论
Ｌ Ｙ ＯＴ型退偏器 能很好 的退偏 宽带光源，随着光源 带宽的 减少 ，退偏效 果会有所减弱 。随着 新型退偏器 的出现 ，带 宽小
用越来越大 的光源也能实现很好的退偏效果，并且 在传感、研究 ［ ６ ６中作 ］
《晶体偏振器》课件
晶体偏振器的性能指标
偏光度
透过率
广角性能
指材料对光的偏振程度，通常用
指入射光线穿过晶体时的透过率，
指晶体偏振器对光的偏振特性在
透过率的对数表示。
一般由材料的折射率和厚度决定。
广角下的性能。
晶体偏振器的制造工艺和工作模式
晶体生长
机械加工
测量检验
通过晶体生长工艺制备高品质的光
用机器进行精细的打磨和抛光来制
圆偏振光，或者使圆偏振光或椭圆
中，可以控制光的偏振方向。
偏振光的偏振方向发生旋转。
延迟板
可改变线偏振光通过之后产生的相
位差，常用于电磁波振幅调制。
晶体偏振器的应用领域
1
通信领域
2
用于光信号的调制、解调和传输等方面。
实验检测领域
用于光学实验和光学检测中，可以筛选和控制光
的偏振方向。
3
生物医学领域
会造成波长偏移，同时对光的
存储技术的发展，晶体偏振器
束，广泛应用于通信、探测等
损耗也较大。
的应用前景非常广阔，可能成
领域。
为未来光电学领域的一个重要
分支。
晶体偏振器的使用注意事项和维护方法
1
注意事项
晶体偏振器使用时应注意环境温度、湿度和光强，避免外力和化学腐蚀。
2
维护方法
定期检查晶体表面和光学性能，如有污垢或缺陷应及时清理和维修。
应用于生物材料的化学计量学分析、无损检测和
成像等方面。
4
消费电子领域
常用于手机屏幕、3D电视和显微镜等产品中。
晶体偏振器的工作原理
晶体偏振器是一种可以控制光的偏振方向的光学元件。它的工作原理是：根据材料的晶体结构和入射光线的偏振方
适用于单色脉冲光的新型双光楔晶体退偏器
适用于单色脉冲光的新型双光楔晶体退偏器葛菁华;陈哲;罗英达;张军;隋展;林宏奂;王建军;邓青华【摘要】针对单色脉冲光的退偏振应用,对传统双折射晶体退偏器存在的局限性进行分析,提出了一种新型的双光楔晶体退偏器.此退偏器由2个光轴互相成(π)/(4)并设计成特殊楔形的石英晶体光楔组成,理论计算结果表明此退偏器能对单色脉冲光完全退偏.基于光学设计软件(ASAP)对所设计的退偏器进行了仿真计算,结果表明经此退偏器退偏后的出射光偏振度P＜0.001 26.此退偏器的特点是对于任意偏振态的单色入射光都能实现有效的退偏,也适用于对准单色光进行退偏,且退偏效果与时域无关.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2010(031)005【总页数】7页(P864-870)【关键词】偏振;退偏器;晶体双光楔;空域退偏;穆勒矩阵【作者】葛菁华;陈哲;罗英达;张军;隋展;林宏奂;王建军;邓青华【作者单位】暨南大学,光电工程系,广东,广州,510632;暨南大学,光电工程系,广东,广州,510632;广东省高校光电信息与传感技术重点实验室(暨南大学),广东,广州,510632;暨南大学,光电工程系,广东,广州,510632;暨南大学,光电工程系,广东,广州,510632;广东省高校光电信息与传感技术重点实验室(暨南大学),广东,广州,510632;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900【正文语种】中文【中图分类】TN256Abstract:By analyzing the lim itations of traditional birefringent crystal depolarizer,a new kind of depolarizer was designed for monochromatic pulse light.This depolarizer is made up of two quartz crystalwedges,and the angle between the two wedges’optical axes is 45°.The results of theoretical calculation show that this device can depolarize monochromatic pulse light.Software simulation based on the advanced system analysis program(ASAP)show s that emergent light’s degree of polarization (DOP)is less than 0.001 26. This depolarizer can depolarize monochromatic light with arbitrary polarization state,and it also works for quasi-monochromatic light.Besides,the depolarization results are independent of time domain.Key words: polarization; depolarizer; crystaldouble optical wedges; spatialdomain depolarization;Mueller matrix在高功率固体激光系统中,根据ICF物理实验要求,需要给ICF激光驱动器后级系统提供一个已初步整形并具有一定能量、带宽、高信噪比与高光束质量的激光脉冲作为“种子”光源[1]。
三元波片复合退偏器退偏性能的穆勒矩阵分析
三元波片复合退偏器退偏性能的穆勒矩阵分析栗开婷;吴福全;刘前;彭敦云;李丁丁【摘要】In order to analyze effect of three wave-plates compound depolarizer on depolarization of monochromatic light, theoretical analysis was made by using Muller matrix and Stokes vectors .Expression of degree of polarization ( DOP) of the output light was computed after monochromatic linear depolarized light passing through a three wave -plates compound depolarizer .The relationship between various parameters and DOP was also discussed .The results show that thes tructure is able to be depolarized completely .When α=0radandω>25rad/s, P<1%.The result has important reference of design and research of depolarizers .%为了分析三元波片复合退偏器对单色光的退偏性能的影响，利用穆勒矩阵和斯托克斯矢量对三元波片复合退偏器的退偏效应进行了理论分析，推导出了单色线偏振光经过三元波片复合退偏器后出射光偏振度的表达式，并对出射光的偏振度与各个参量的关系进行了讨论。
结果表明，这种结构能够对线偏振光实现理想退偏。
当α＝0rad，ω＞25rad／s时，退偏度P＜1％。
Loyt光纤消偏器的原理及性能分析
Loyt光纤消偏器的原理及性能分析
苏广文;马恒坚;王光明
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】1997(26)10
【摘要】本文运用琼斯矩阵和相干矩阵的方法分析了Loyt光纤消偏器的原理，讨论了消偏器的结构参数误差对其消偏性能的影响．对分析的结果作了计算仿真，得到消偏器的消偏性能与其结构参数误差间的定量关系．
【总页数】5页(P924-928)
【关键词】光纤消偏器;相干矩阵;偏振度;光纤陀螺
【作者】苏广文;马恒坚;王光明
【作者单位】西北工业大学电子工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TN253;V241.5
【相关文献】
1.消偏型光纤陀螺的原理及应用分析 [J], 王立辉;孙枫;李绪友
2.光纤消偏器原理 [J], 肖倩
3.楔形晶体波片消偏器的性能分析 [J], 梁青
4.温度对光纤Lyot消偏器输出偏振度的影响 [J], 刁利;王文龙;孔勇;韩华
5.多段 Lyot光纤消偏器研究 [J], 周柯江;朱敬礼;魏兵;李宇波
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光无源器件
Grin-Lens：
n 0 1 co A Z s
C-Lens：
n11(n n1)R Lc
C-Lens与Grin-Lens对比II
➢双光纤准直器
子午面
垂直排列
水平排列
双光纤准直器尾纤排列方式
2 cross Lcross
双光纤准直器的交叉角度和交叉长度
反射镜
双光纤准直器
双光纤准直器应用示例 －2×2光开关
➢双光纤准直器
双光纤准直器输出光偏角由水平偏角θ//和竖
子午面
轴线
直偏角θ⊥两个分量组成，其中θ//因光纤位
置离轴产生，θ⊥由端面斜角引起。 2 a c r c ) o ta t / s ) / a 2 n ( / / n (
Grin-Lens：
2 cr 2 o n 0 s A s s A i Z n r
Lcrossn0
1 AtanAZ
C-Lens：
2cross2nR1r
Lcross
R n1
//
透镜端面
双光纤准直器输出光束方向
➢双光纤准直器
在光开关和光环形器等器件中，为了减少准直器数量和缩小体积，常用到双 光纤准直器与屋脊棱镜和Wedge对的耦合：
2 cross
2 cross
双光纤准直器与屋脊棱镜的耦合
➢Freespace型光隔离器
光隔离器分为偏振相关型和偏振无关型两种，前者又称为Freespace型，因两端无光 纤输入输出；后者又称为在线型，因两端有光纤输入输出。 ✓Freespace型光隔离器一般用于LD中，因为LD发出的光具有极高的线性度，可以采 用这种偏振相关的光隔离器而享有低成本的优势； ✓通信线路或者EDFA中一般采用在线型光隔离器，因为线路上的光偏振特性非常不 稳定，要求器件有较小的偏振相关损耗。
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梁 青
（ 西安 邮 电 学 院 ， 西 西安 陕 ７０６） １ ０ １
摘 要 ：文 章 介 绍 了单 楔 晶 体 波 片 消偏 器 的 工作 原 理 ， 用 Ｓｏ ｅ 应 ｔｋｓ矢量 对 其 消偏 性 能 进 行 仿 真 分析 ， 出 了双 楔 晶体 波 片 消 偏 提 器 ， 对 两 种 结 构 的 消 偏 器 性 能进 行 了比较 。 结果 表 明 ： 束 直径 与 楔 角 满 足 一 定 关 系时 ， 形 晶 体 波 片 消偏 器 可 以 实 现 完 并 光 楔 全 消偏 ， 楔 所要 求 的 光 束 直径 为单 楔 的一 半 。最 后 给 出 了双楔 形 消偏 器和 光 纤 相 接 的 应 用 实例 。 双
ｔ ｙ ｅ ｆｄ ｐ ｌｒｚ ｒ ．Ｔｈ ｉ ｌｔ ｎ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｈ ｔｗｅ ｇ ｒ ｓ ａ ｖ ｐ ａ ｅｄ ｐ ｌｒｚ ｒ ａ ｅ ｏ ａ ｉ ｎ ｏ ｔｃ ｌ ｅ ｍ ｗｏ ｔ ｐ ｓ ｏ ｅ ｏ ａ ｉ ｓ ｅ ｅｓｍｕ ａ ｉ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔ ａ ｄ ｅ ｃ ｙ ｔ ｌ ｏ ｓ ｗａ ｅ ｌ ｔ ｅ ｏ ａ ｉｅ ｓｃ ｎ ｄ ｐ ｌ ｒｚ ａ ｐ ｉａ ａ ｅ ｂ
关键词 ： 消偏 器 ； 振 度 ； 体 波 片 偏 晶
中图 分 类 号 ： ３ ． ０４ ６ ３
文献标志码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ５８ ８ （０ ７ ０。０ ７０ １ ０－７ ８ ２０ ）１０ ５。３
Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｃ ａ ｙ ｉ ｆ Ｗ ｅ ｇ ｙ ｔ ｌＷ ａ ｅ ｌ ｔ ｐｏ ａ ｉ ｅ ｓ ｒ ｏ ｍ ｎ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｄ ｅ Ｃｒ ｓ ａ ｖ ｐ ａ ｅ Ｄｅ ｌ ｒ ｚ ｒ
ｚ、 与 晶 体 波 Ｙ 片 的 快 、慢 轴 重 合 。入 射 偏
振 光 的 偏 振 方
对两 种结 构 的消偏 器 性 能进 行 仿 真 分析 ， 出 了一 得
消偏 器是将 偏振 光变 成非偏 振光 的一 种重要 的
方式 可 以理解 为在 空 间 上 的积 分 效 果 是 消偏 的 ， 因 此 ， 种消偏 器也称 为空 域消 偏器 。 这 选 取 坐 标
无 源偏振 器件 ， 它在 激光 测量 、 光纤传 感和 光放大器 等光 学 系统 中有 着广 泛应 用 ［ 。本 文首 先研 究楔 】 卅］ 形 晶体波 片 消偏器 的工 作原 理 ， 并应 用 Ｓｏ ｅ 矢 量 ｔｋ ｓ
Ｌｉｎ ｎ ａ ｇＱｉ ｇ
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Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｒ ｃｐ ｅ ｏ ｉ ｇ ｅ ｗｅ ｇ ｒ ｓ ａ ｖ ｐ ａ ｅ ｄ ｐ ｌ ｒ ｅ ｓ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｎ ｌ ｚ ｄ ｂ ｉ ｌｔｏ ｅ ｐ ｉ ｉ ｌ ｆｓｎ ｌ－ ｄ ｅｃ ｙ ｔ ｌ ｎ ｗａ ｅ ｌ ｔ ｅ ｏ ａ ｉ ｒｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ａ ｄ ｉｓ ｐ ｒｏ ｍ ｎ ｅ ａ ａｙ ｅ ｙ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｚ ｗｉ ｈ ｅ ｐ ｏ ｔ ｋ ｓ ｖ ｃ ｏ ｓ ｔ ｔ ｅ ｈ ｌ ｆ ｏ ｅ ｅ ｔ ｒ ．Ｔｗｏ ｗｅ ｇ ｒ ｓ ａ ｗａ ｅ ｌ ｔ ｅ ｏ ａ ｉｅ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｏ ａ ｉｏ ｄ ｅ ｗｅ ｎ ｔ ｅ ｅ ｈ Ｓ － ｄ ｅ ｃ ｙ ｔ ｌ ｖ ｐ ａ ｅｄ ｐ ｌｒｚ ｒ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｄ ｆ ｃ ｍｐ ｒ ｎ ｉ ｍａ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈ ｓ ｌ ｓ ｓ
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２０ ０ ７年 第 １ 期 （ 第 １９ＴＵＤＹ ＯＮ ＯＰＴＩ ＣＡＬ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴＩ ＯＮＳ
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楔 形 晶体 波 片消 偏 器 的性 能 分析
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