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偏振态对涡旋光束拓扑荷识别的影响

光学学报 2022年第17期42卷 383-393页

作者：邢昊罗清蔡和许凌飞安国斐杨蛟房瑞娜王卫江黄云任天荣王浟西南技术物理研究所四川成都610041 上海航天技术研究院上海201109 电子科技大学自动化工程学院四川成都611731

由于涡旋光具有内禀的拓扑荷(TC)属性,其作为空间光通信的载体会拥有更高维的希尔伯特空间,故基于涡旋光的光通信将明显提升信道容量和安全性。在光通信的信道接收端,需要准确且快速地识别TC以解码所传输的信息。将偏振态维度引入到TC... 详细信息

由于涡旋光具有内禀的拓扑荷(TC)属性,其作为空间光通信的载体会拥有更高维的希尔伯特空间,故基于涡旋光的光通信将明显提升信道容量和安全性。在光通信的信道接收端,需要准确且快速地识别TC以解码所传输的信息。将偏振态维度引入到TC的识别过程中,从数值模拟和实验验证两个方面研究了偏振态对TC识别的影响。通过分析马赫-曾德尔干涉仪中不同偏振态的信号光与参考光所形成的干涉图像发现,使用圆偏振态的高斯光(参考光)对圆偏振态的涡旋光(信号光)的TC识别最为有利,且在TC识别过程中具有圆偏振态的信号光与参考光对干涉光路的角度敏感性也最低。理论模拟与实验数据的吻合程度较好表明,所提的偏振干涉TC识别方案对未来高速、高容量涡旋光数千米量级的光通信具有一定的实用参考意义。

关键词：物理光学偏振态拓扑荷涡旋光束干涉测量

偏振态对飞秒激光加工石英玻璃表面质量的影响

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强激光与粒子束 2014年第2期26卷 31-37页

作者：吴东江姚龙元马广义郭东明精密与特种加工教育部重点实验室(大连理工大学) 辽宁大连116024

为研究线偏振和圆偏振对飞秒激光烧蚀加工石英玻璃表面质量的影响,开展不同扫描速度的线烧蚀试验和不同线重叠率的面烧蚀试验.研究了线、圆偏振光对烧蚀线宽度的影响,利用光学显微镜和环境扫描电子显微镜观察烧蚀形貌,并使用三维表面轮... 详细信息

为研究线偏振和圆偏振对飞秒激光烧蚀加工石英玻璃表面质量的影响,开展不同扫描速度的线烧蚀试验和不同线重叠率的面烧蚀试验.研究了线、圆偏振光对烧蚀线宽度的影响,利用光学显微镜和环境扫描电子显微镜观察烧蚀形貌,并使用三维表面轮廓仪进行烧蚀面粗糙度分析.结果表明：线偏振光烧蚀线宽度大于圆偏振光,且激光功率越大,线宽差异越明显;当线重叠率在65％～90％时,线偏振光烧蚀表面粗糙度随重叠率增大而增大,在重叠率为65％时达到1.33 μm;线轮廓算术平均偏差随重叠率增大先减小后增大,并在重叠率为80％时达到较小值1.05 μm;当重叠率不到80％时,线偏振光烧蚀面线轮廓算术平均偏差比圆偏振光小;重叠率为90％时,其线轮廓算术平均偏差反而比圆偏振光大.

关键词：飞秒激光偏振态烧蚀形貌线重叠率表面粗糙度

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偏振态对分布式光纤泄漏检测系统的影响研究

光学技术 2008年第2期34卷 221-223,226页

作者：杭利军何存富吴斌北京工业大学机电学院北京100022

研制了一种基于Sagnac干涉仪的直线型分布式光纤传感器,可实时进行管道泄漏检测与定位。分析和研究了该干涉仪的泄漏检测原理、泄漏源定位方法以及光偏振态对传感器性能的影响。当两束光偏振态相同时,系统具有最佳的性能;当两束光正交时... 详细信息

研制了一种基于Sagnac干涉仪的直线型分布式光纤传感器,可实时进行管道泄漏检测与定位。分析和研究了该干涉仪的泄漏检测原理、泄漏源定位方法以及光偏振态对传感器性能的影响。当两束光偏振态相同时,系统具有最佳的性能;当两束光正交时,无法实现信号检测。管道泄漏的实验结果表明,该系统能较准确地确定泄漏源位置,且定位误差为0.69%。

关键词：光纤光学 Sagnac干涉仪泄漏检测偏振态

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偏振态对激光相干合成的影响

强激光与粒子束 2013年第3期25卷 611-614页

作者：蒋茂华苏毅卢飞中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院研究生部北京100088

为了研究光束相干合成中偏振态的特性,取理想矩形光束进行模拟分析。通过改变偏振态的退偏率、偏振态夹角、参与合成的子束数目等,观察光场在远场叠加的合成效果。讨论了这些因素对远场合成效果的光强分布、峰值功率密度、光束质量β因... 详细信息

为了研究光束相干合成中偏振态的特性,取理想矩形光束进行模拟分析。通过改变偏振态的退偏率、偏振态夹角、参与合成的子束数目等,观察光场在远场叠加的合成效果。讨论了这些因素对远场合成效果的光强分布、峰值功率密度、光束质量β因子等的影响。模拟结果显示:当退偏率小于10%、偏振态夹角小于18°时,合成后光束质量因子小于1.1。

关键词：相干合成偏振态退偏率偏振态夹角

在与原子相互作用中光偏振态的量子描述及其演化

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物理学报 2005年第2期54卷 687-695页

作者：董传华上海大学物理系上海200436

应用偏振光的量子理论和斯托克斯算符研究了无克尔媒质和存在克尔媒质情况下 ,光在与原子相互作用过程中偏振态的演化 .研究了偏振光中斯托克斯参量的涨落及其压缩的非经典行为 .偏振椭圆、量子光学中的偏振度和斯托克斯参量的信噪比也... 详细信息

应用偏振光的量子理论和斯托克斯算符研究了无克尔媒质和存在克尔媒质情况下 ,光在与原子相互作用过程中偏振态的演化 .研究了偏振光中斯托克斯参量的涨落及其压缩的非经典行为 .偏振椭圆、量子光学中的偏振度和斯托克斯参量的信噪比也得到了讨论 .结果表明斯托克斯参量及其涨落在时间演化中呈现出被调制的振荡 ,这些振荡表现出间歇地崩塌和恢复 .在与原子的相互作用过程中 ,光的偏振椭圆不随时间变化 ,但偏振度却随时间出现振荡 .克尔媒质对这些振荡演化有很大影响 .

关键词：原子偏振光算符量子光学涨落偏振度相互作用参量偏振态信噪比

基于数字全息及复用技术的全场偏振态测试方法

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物理学报 2013年第22期62卷 194-200页

作者：马骏袁操今冯少彤聂守平南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094 南京师范大学物理科学与技术学院南京210097

提出了一种在数字全息记录系统中利用偏振和角分复用技术对光场进行偏振态检测的方法.将全息系统中的一束参考光分为偏振方向相互正交、初相位相同的两束光,并分别与物光相同偏振方向的两个分量干涉,形成两幅子全息图,同时记录在一帧画... 详细信息

提出了一种在数字全息记录系统中利用偏振和角分复用技术对光场进行偏振态检测的方法.将全息系统中的一束参考光分为偏振方向相互正交、初相位相同的两束光,并分别与物光相同偏振方向的两个分量干涉,形成两幅子全息图,同时记录在一帧画面中.为了分开记录到的物光两个分量,系统中利用了角分复用技术,即在两束参考光中引入不同载频,使物光两分量的频谱位于全息图频谱面的不同区域.通过滤波、逆傅里叶变换和衍射计算,获取距离全息图不同位置处物光两正交分量复振幅信息.利用复振幅信息,可以构建被测物光的斯托克斯参量和琼斯矢量,从而表征物光的偏振态.实验中,通过对一束椭圆偏振光进行偏振态测量以及对该光束在不同空间位置处的偏振态进行表征,表明该方法可以实现光束偏振态全场测试,并且具有较高的可靠性.

关键词：数字全息偏振态琼斯矢量斯托克斯参量

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偏振态调制干涉型光纤传感器

浙江大学学报（工学版） 2002年第1期36卷 56-59页

作者：李志能沈梁周效东浙江大学信息与电子工程系浙江杭州310027

针对低双折射光纤双束干涉型传感器两臂偏振态随机变化引起的信号衰落 ,提出了一种新型干涉型光纤传感器的消偏振衰落方案 .通过在光纤干涉仪的任何一臂加对光波偏振态适当的高频调制 ,在输出端高频滤波后 ,可以消除干涉仪两臂偏振态随... 详细信息

针对低双折射光纤双束干涉型传感器两臂偏振态随机变化引起的信号衰落 ,提出了一种新型干涉型光纤传感器的消偏振衰落方案 .通过在光纤干涉仪的任何一臂加对光波偏振态适当的高频调制 ,在输出端高频滤波后 ,可以消除干涉仪两臂偏振态随机变化的影响 ,获得干涉信号可见度为 0 .70 7的稳定输出。

关键词：光纤干涉仪偏振衰落高频调制光纤传感器偏振态调制频率

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低双折射光纤中拉曼增益对光偏振态的影响

物理学报 2015年第3期64卷 345-350页

作者：王美洁贾维国张思远门克内木乐杨军张俊萍内蒙古大学物理科学与技术学院呼和浩特010021

利用包含拉曼增益的耦合非线性薛定谔方程,导出了斯托克斯参量表示的含拉曼增益的杜芬方程,通过椭圆积分求出了杜芬方程的解析解,重点分析了光波在低双折射光纤中传播时,拉曼增益对其偏振态演化的影响结果表明当输入功率与运动常量满足... 详细信息

利用包含拉曼增益的耦合非线性薛定谔方程,导出了斯托克斯参量表示的含拉曼增益的杜芬方程,通过椭圆积分求出了杜芬方程的解析解,重点分析了光波在低双折射光纤中传播时,拉曼增益对其偏振态演化的影响结果表明当输入功率与运动常量满足一定关系时,拉曼增益改变了光波传输时其偏振态演化周期.

关键词：拉曼增益低双折射斯托克斯参量偏振态

角向偏振无衍射光束的传输特性及其偏振态研究

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物理学报 2015年第6期64卷 130-136页

作者：刘绩林陈子阳张磊蒲继雄华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室厦门361021

从理论和实验两个方面研究角向偏振无衍射光束在自由空间和障碍物空间中的传输特性.理论上模拟了角向偏振无衍射光束在自由空间以及障碍物空间传播过程中的光强分布与偏振态变化情况.实验中利用高斯光束先通过偏振转换仪,再入射到轴棱... 详细信息

从理论和实验两个方面研究角向偏振无衍射光束在自由空间和障碍物空间中的传输特性.理论上模拟了角向偏振无衍射光束在自由空间以及障碍物空间传播过程中的光强分布与偏振态变化情况.实验中利用高斯光束先通过偏振转换仪,再入射到轴棱锥上产生角向偏振无衍射光束.进而研究其在空间中的传输情况,并通过分析其经过扇形障碍物后光强分布变化情况讨论障碍物对偏振态的影响和光束的自重建特性.结果表明:障碍物遮挡区域光强沿z轴方向逐渐恢复,且阴影区域沿障碍物所在位置的相反方向移动;光束的偏振态局部发生变化,该变化与障碍物所在位置有关.理论仿真和实验结果一致.

关键词：角向偏振无衍射光束偏振态自重建