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基于双弹光级联差频调制的波片参数测量研究

光子学报 2023年第11期52卷 182-191页

作者：王爽崔志英冯华君李克武王志斌中北大学计算机科学与技术学院太原030051 宁波永新光学股份有限公司宁波315040 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心太原030051 浙江大学光电科学与工程学院杭州310041

为了实现对波片快轴方位角和延迟量参数快速、高精度测试,提出了一种基于双弹光级联差频调制的波片参数测量方案。选用两个工作频率不相同的弹光调制器级联,构成偏振分析测量装置。波片的两个参数被加载到偏振分析装置的调制信号中,采... 详细信息

为了实现对波片快轴方位角和延迟量参数快速、高精度测试,提出了一种基于双弹光级联差频调制的波片参数测量方案。选用两个工作频率不相同的弹光调制器级联,构成偏振分析测量装置。波片的两个参数被加载到偏振分析装置的调制信号中,采用数字锁相技术同时提取调制信号的基频项和差频项,然后完成波片全部参数求解。按照原理分析,搭建了实验系统,并完成了系统初始偏移值定标,完成了632.8 nm的1/4波片,532 nm的1/4波片和1/2波片实验测量。实验结果表明,本文方案的快轴方位角测量最大偏差为0.2°,角度测量标准偏差为0.02°;波片的相位延迟量标准偏差优于5.64×10^(-4)rad,单点数据测量时间仅为200 ms。考虑到波片材料的双折射色散,根据检测激光波长下测量的相位延迟量,进一步计算出应用波长的波片延迟量。测量值与理论值最大偏差不超过1.17 nm,延迟精度优于λ/300。本文方案实现了高速、高精度和高灵敏的波片参数测量,可为波片加工测试和实验定标提供有效手段。

关键词：弹光调制差频调制波片快轴方位角延迟量

基于双弹光差频调制的中红外波片相位延迟高精度测量

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光学学报 2019年第3期39卷 184-190页

作者：张瑞陈媛媛景宁王志斌李克武解琨阳中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051

提出了一种基于双弹光差频调制的中红外相位延迟精确测量方法。通过两个硒化锌型弹光调制器(PEM)的差频降低系统调制频率,产生载有被测相位延迟的低频调制信号,调制后的1倍差频幅值和2倍差频幅值相除可求得被测波片的相位延迟。该方法... 详细信息

提出了一种基于双弹光差频调制的中红外相位延迟精确测量方法。通过两个硒化锌型弹光调制器(PEM)的差频降低系统调制频率,产生载有被测相位延迟的低频调制信号,调制后的1倍差频幅值和2倍差频幅值相除可求得被测波片的相位延迟。该方法可有效抑制光强波动及PEM相位延迟波动对测量的影响,提高测量精度。对测量原理进行了理论推导,设计了硒化锌型PEM和实验系统。实验结果表明,相位延迟测量误差不大于0.004%,灵敏度可达5×10^(-4) rad。

关键词：测量弹光调制器差频调制相位延迟高精度

一种基于两块PEM调制器的光谱测量方法（英文）

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光谱学与光谱分析 2017年第9期37卷 2966-2973页

作者：李世伟王召巴张瑞王志斌中北大学信息与通信工程学院山西太原030051 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心山西太原030051 中北大学理学院山西太原030051

弹光调制干涉信号范围为百赫兹到数十吉赫兹之间,而由于探测器阵列无法对该等级频率实现有效响应,因此,该情况使弹光调制器在光谱成像工作中受到限制。为了解决该问题,发展了一种使用两块具有相近谐振频率的PEM,并基于该频率差进行光信... 详细信息

弹光调制干涉信号范围为百赫兹到数十吉赫兹之间,而由于探测器阵列无法对该等级频率实现有效响应,因此,该情况使弹光调制器在光谱成像工作中受到限制。为了解决该问题,发展了一种使用两块具有相近谐振频率的PEM,并基于该频率差进行光信号调制的方法。该方法将两个弹光调制器分别工作在数值略有差异的频率f_1和f_2上,被测光通过双弹光调制器实现差频调制,因此干涉信号中产生载有被测光的低频调制分量,低频调制频率是以δ_i(σ,t)=δ_(0i)(σ)sin(ωit)为基频的一系列倍频信号,该低频调制信号使用普通探测器即可实现探测,再将直流和高频信号滤波后,仅对调制信号后的低频成分进行对应的运算即可得到被测光谱。由于该频率差比所使用PEM的谐振频率低2至3个数量级,因此,该方法可使探测器获得更多的响应时间,而且由于该方法并不需要所使用的两块PEM具有严格一致的谐振频率和相同的光程差,降低了系统本身的设计难度。

关键词：光谱测量弹光调制差频调制成像光谱仪

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弹光调制测Stokes参量研究及仿真

光电工程 2013年第4期40卷 113-119页

作者：高婷婷韩慧莲王志斌张瑞陈友华马志飞中北大学电子测量技术国家重点实验室太原030051 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心太原030051 中北大学机电工程学院太原030051

为了获取目标的偏振信息,设计弹光调制(Photoelastic Modulator,PEM)互差频调制的新型偏振测量方法。该方法将三个PEM分别工作于数值略有差异的三个不同的频率上,对偏振光进行差频调制,产生载有偏振信息的低频分量,最后通过锁相放大即... 详细信息

为了获取目标的偏振信息,设计弹光调制(Photoelastic Modulator,PEM)互差频调制的新型偏振测量方法。该方法将三个PEM分别工作于数值略有差异的三个不同的频率上,对偏振光进行差频调制,产生载有偏振信息的低频分量,最后通过锁相放大即可同时实现四个斯托克斯偏振参数测量,斯托克斯参量可全面描述光束的偏振态。该方法不仅保留了原有弹光调制器偏振测量的优点,并且克服了现有方法无法用阵列探测器有效采集及调制频率高等缺点,同时给出利用MATLAB模拟仿真实现Stokes参量测量的过程。通过理论分析及仿真结果证明了该方法的可行性。

关键词： Stokes参量弹光调制器偏振测量差频调制

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弹光调制器准单色光波偏振测量与仿真

光散射学报 2013年第4期25卷 403-409页

作者：高婷婷韩慧莲张瑞马志飞中北大学电子测量技术国家重点实验室太原030051 中北大学信息与通信工程学院太原030051 中北大学机电工程学院太原030051

弹光调制器(Photoelastic Modulator,PEM)互差频调制的新型偏振测量方法,能够同时实现三个斯托克斯光谱偏振参数测量,克服了现有方法的无法用阵列探测器有效采集,调制频率高的缺点,保留了原有弹光调制器偏振测量的优点。文章以光学系统... 详细信息

弹光调制器(Photoelastic Modulator,PEM)互差频调制的新型偏振测量方法,能够同时实现三个斯托克斯光谱偏振参数测量,克服了现有方法的无法用阵列探测器有效采集,调制频率高的缺点,保留了原有弹光调制器偏振测量的优点。文章以光学系统的准单色光的偏振特性以及常用的偏振分析方法为基础,引入了Stokes矢量来表示入射光波的偏振特性。分析了弹光调制器实现偏振测量新方法的原理,利用三个弹光调制器工作在互相差异的频率上,对偏振光进行差频调制,产生载有偏振信息的低频分量,再通过锁相放大即可得到偏振信息,并给出利用MATLAB模拟仿真实现Stokes参量复原的过程。理论分析及仿真结果证明了该方法在理论上的可行性。

关键词：弹光调制器 Stokes矢量偏振测量差频调制

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偏振编码中光信号的偏振信息获取方法

光通信研究 2013年第4期 8-10,60页

作者：高婷婷韩慧莲王志斌张瑞王立福马志飞中北大学电子测量技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心山西太原030051 中北大学机电工程学院山西太原030051

为了解决非线性效应与偏振模色散问题所引起的巨大功率代价,对基于偏振的编码技术进行了研究。提出了一种基于三弹光互差频偏振调制的偏振信息获取方法,该方法克服了现有方法无法用阵列探测器实行有效采集及调制频率高等缺点;给出了MAT... 详细信息

为了解决非线性效应与偏振模色散问题所引起的巨大功率代价,对基于偏振的编码技术进行了研究。提出了一种基于三弹光互差频偏振调制的偏振信息获取方法,该方法克服了现有方法无法用阵列探测器实行有效采集及调制频率高等缺点;给出了MATLAB仿真及实验验证结果,证明了该方法在理论及实际中的可行性。

关键词： Stokes参量差频调制偏振测量偏振编码