中国工程物理研究院机械制造工艺研究所, 四川 绵阳621999
针对正弦移相干涉(SinPSI)中位相调制无法精确控制的问题, 提出了一种从时域频谱提取波面信息的任意正弦调制SinPSI方法(ASM-SinPSI)。首先,根据SinPSI信号频谱的第一、三个谱峰强度关系确定调制幅度, 并采用空间随机点的方法避免了分母零值的问题, 然后从SinPSI信号的前三个谱峰中获得波面位相的正切数值与符号信息, 最后以反正切计算波面位相。数值仿真表明: 在未知调制信息情况下, ASM-SinPSI的波面位相提取误差为0.016 rad。在调制幅度为1.6、2、2.5、3 rad时的测量实验中, ASM-SinPSI均可精确提取波面位相, 与真实波面偏差的最大值为0.058 7 rad。在1.5~3.5 rad区间内的任意调制幅度下, ASM-SinPSI无需精确预知调制信息即可高精度提取波面位相, 放宽了对移相器的严苛要求。
波面测量 正弦移相干涉 位相调制 wavefront measurement sinusoidal phase-shifting interferometry phase modulation 红外与激光工程
2019, 48(3): 0317002
1 江南大学 理学院, 江苏 无锡 214122
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
液晶位相调制器在非显示领域有广泛的应用, 例如自适应光学中的波前校正、大气湍流模拟、光学相控阵的光束指向等。在这些应用中液晶的响应速度、位相调制范围、色散等特性非常关键。围绕对这些特性的改进, 本文总结了近年来人们在液晶器件设计、驱动方法改进以及液晶色散研究方面的理论计算方法, 这为人们在提高液晶器件电光响应特性、预期其性能等方面的需求, 提供了非常有价值的参考。
液晶 位相调制 自适应光学 响应时间 色散 liquid crystal phase modulation adaptive optics response time dispersion
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 超精密光学工程研究中心, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
根据散斑产生的机理, 利用像素点之间干涉的概念, 提出了通过限制光场的位相分布范围来抑制投影图像中散斑对比度的方法.在部分发展散斑的条件下, 推导了位相均匀分布情况下的散斑对比度公式, 揭示了当相位分布范围在0.6π～2π之间时, 散斑对比度随相位分布范围的变化而震荡变化, 当把相位分布范围限制在0.6π以下时, 散斑对比度会随相位分布范围的减小而迅速下降.建立了理想仿真模型和实际仿真模型来验证该方法的正确性和可行性.在理想仿真模型中, 当位相分布范围从2π变到0, 所得散斑图样对比度从66.44%降到0; 在实际仿真模型中, 模拟了实际激光投影系统的光路结构, 并运用了两片衍射光学元件, 一片用于激光整形匀化, 一片用于光场的位相分布范围限制, 散斑图样对比度从92.78%降低到2.09%.该方法稳定性高、耗能低、使用元件尺寸小, 为全息投影显示的散斑抑制提供了参考.
衍射光学 散斑抑制 位相调制 衍射光学元件 全息投影显示 Diffractive optics Speckle Phase modulation Diffractive optical element Holographic projection display
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京100039
利用液晶波前校正器和哈特曼波前传感器组成的自适应光学系统对水平方向500 m的大气湍流进行校正。首先测定了液晶波前校正器(LCWFC)的位相调制特性,测定结果表明其可以实现一个波长的调制量,同时利用Gamma校正实现了位相和灰度之间的线性调制关系。然后将该系统与孔径220 mm的望远镜进行对接。液晶自适应校正后,波面均方根误差降低到0.06λ,实现了0.68″'的系统衍射极限分辨。实验结果表明:液晶波前校正器可以很好地校正水平方向500 m的大气湍流扰动。
液晶波前校正器 大气湍流 位相调制 liquid crystal wave-front corrector atmosphere turbulence phase modulation
华中科技大学 光电子科学与工程学院，武汉 430074
光通信中，为了实现具有负系数特性的基于光子学方法的微波滤波器，采用了一种基于位相调制到强度调制转换的新颖而简单的方法。一个系数可转化的双抽头负系数全光微波带通滤波器得到了验证。结果表明，该滤波器不仅实现了负系数，其各项特性也得到了改善。
光通信 负系数 光子学 位相调制到强度调制 抽头 optical communication negative coefficients photonics phase-modulation to intensity-modulation tap
南京师范大学物理科学与技术学院 江苏省光电技术重点实验室，南京 210097
自混合干涉因其结构简单、紧凑、稳定且易准直等特点而被广泛应用于测量领域。从自混合干涉和电光晶体调制位相的基本原理出发，通过将电光晶体引入自混合干涉外腔调制，研究了自混合干涉测量中电光晶体的位相调制性能。实验证明，利用晶体的调制性能对自混合干涉信号进行位相调制，在很宽的频率范围内都能保证很高的调制精度，测量误差小，具有很好的应用前景。
激光技术 位相调制 自混合干涉 电光晶体 laser technology phase modulation self-mixing interferometry electro-optic crystal
以分步离散傅里叶变换和四阶R－K法为基础，给出了解决激光三次谐波转换逆问题(即已知输出三倍频光场分布以及三次谐波转换器参数的情况下，求解输入基频光场分布)的方法，对三次谐波转换的逆问题进行了数值计算和分析，并讨论了逆算的初始光场条件对迭代计算次数及计算精度的影响。结果表明，对于设定的输出三倍频光场分布，可通过逆解三次谐波转换过程及数值迭代方法，求得相应的输入基频光场分布。
非线性光学 三次谐波转换 逆问题 迭代算法 数值模拟 位相调制 nonlinear optics third-harmonic generation inverse problem iteration method numerical calculation phase modulation
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，应用光学国家重点实验室，长春 130033
2 中国科学院研究生院，北京 100039
3 济源职业技术学院，济源 454650
根据液晶的动态响应和位相调制特性，研究了一种利用液晶显示器进行光学检测的检测方法．实验中，把液晶显示器改造为纯位相的空间光调制器，并测定了它的位相调制特性．实验测得：改造后的液晶显示器可实现1λ(λ=632．8nm)的调制量．通过引入相息图的方法，实现了液晶空间光调制器的大位相调制量．并产生了调制量为3．4λ的球面波．最后，利用液晶显示器检测了凸透镜的前表面．检测结果发现，干涉条纹为平行直条纹且PV值为0．32λ．
光学检测 液晶 相息图 位相调制 空间光调制器 Optical testing Liquid crystal Kinoform Phase modulation Spatial light modulator
提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的环形传感器，用于固体表面传播的超声波的检测．这种传感器的特点是能够精确地检测由固体表面传播的超声波产生的微弱振动．当超声波信号通过光纤传感器的两个臂到达探测器时，干涉仪的输出光强度受到了超声信号的调制．通过检测干涉仪的输出光强度并利用Fourier变换，测得了超声信号的振幅和频率．而且对传感系统的位相调制特性进行了仿真，并对实验结果进行了分析，结果表明该系统可用于固体表面传播的超声波频率特征的识别．
Sagnac干涉仪 光纤传感器 声发射 位相调制特性 Sagnac interferometer Ooptical fiber sensor Acoustic emission Characteristic of phase modulation
1 上海交通大学,物理系,先进光通信系统与网络国家重点实验室,上海,200240
2 上海交通大学,物理系,先进光通信系?秤胪绻抑氐闶笛槭?上海,200240
用Matlab软件模拟分析了高频光波导电光位相调制器的输出光谱特性.结果表明,在一定频率的微波源作用下,单色光通过光波导位相调制器后会产生光频谱展宽,展宽光谱中包括中心波长及各阶光边波带.随位相调制深度加大,边波带数目增多,光谱展宽增大;位相调制深度为3.3时,10dB展宽光谱中含边波带数为8个.实验制作了光波长1.55(m、微波频率10GHz的铌酸锂电光波导位相调制器;输出光谱中可清楚观察到正负三阶等频率间隔的边波带,即可实现七路光源输出,由此提出并验证了光波导位相调制技术用作多波长光源的可能性.利用位相调制器的光频谱展开得到多波长光源,具有成本低、易实现、促进系统集成等优点,有良好的应用前景.
波分复用技术 光波导位相调制技术 多波长光源 光谱展宽
