大气与环境光学学报
2023, 18(2): 108
上海工程技术大学 电子电气工程学院,上海 201620
为了克服在数字全息术中激光源高相干度造成的散斑噪声降低成像质量问题,论文提出将石英退偏器与电控液晶散射片相结合用于数字全息术中。通过在物光路中加入一个石英退偏器,利用退偏器的退偏性能使物光光路中的线偏光变成随机偏振光,降低与参考光的相干程度,实现对散斑噪声的抑制;通过给液晶散射片外加电场可以引起液晶分子的运动和光轴取向改变,调整液晶驱动电压大小来改变入射光的不同散射效果,有效地降低了光源的相干性;分别将单独采用石英退偏器和电控液晶散射片的重建图像与组合装置的重建图像进行对比分析,通过实验验证了所提方法的有效性。实验结果表明:两种实验对象在组合装置下的重建像峰值信噪比分别达到16.91和18.30,结构相似度为0.47和0.43,等效视数较原始重建像提高了42%和30%,散斑指数为1.52和1.29。论文提出的方法可较好地去除散斑噪声,保留更多的图像细节部分。
数字全息 噪声抑制 液晶 退偏器 偏振态 digital holography noise suppression liquid crystal depolarizer polarization state
1 华东理工大学 物理学院,上海 200237
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
传统的显示器由于滤色器的存在,有较大的功耗且能量利用率不高。本文提出了一种利用液晶调制紫外光偏振态以实现对受到局域表面等离子体共振影响的荧光量子点光强调制的方法,所设想的显示设备由用于产生局域表面等离子体共振的金属纳米结构、附着于金属纳米结构电场热区的荧光量子点和基于液晶结构的光偏振调制模块组成。对单个像素的情况进行了理论模拟和原理分析,计算了若干金属纳米结构对不同偏振态的紫外光的响应。理论验证了特定金属纳米结构的表面等离子体光强放大效应,通过电子束刻蚀和半导体沉积等技术手段可在光强放大的电场热区植入荧光量子点,受到紫外光偏振态调制的金属表面等离子体产生可控的光强增强或减弱,进而激发或者抑制相应颜色的量子点发出不同颜色的光,使其可以用于显示。提出了一种新颖的显示模式,不同于传统显示,其具有较高的能量利用率和较大的色域,虽然其存在色彩对比度较低、分辨率不够高等问题,但提议确实为人们日常的信息显示提供了一种新的思路和一种潜在可能,相信随着技术的进步和设计结构的优化,这种光偏振态调制受表面等离子体激励的荧光量子点的方法可以在显示以及非显示领域获得应用。
等离子体共振 荧光量子点 液晶 光的偏振态 光强增强 plasma resonance fluorescent quantum dot liquid crystal polarization states of light light intensity enhancement
1 西南技术物理研究所,四川 成都 610041
2 上海航天技术研究院,上海 201109
3 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。
物理光学 偏振态 拓扑荷 涡旋光束 干涉测量 光学学报
2022, 42(17): 1726001
西北工业大学 物理科学与技术学院 陕西省光信息技术重点实验室,西安 710129
得益于特殊的空间结构,振幅、相位、偏振态面内调控的光场在传输及与物质相互作用过程中展现了诸多引人瞩目的新效应和新现象。随着空间结构光场的深入研究和广泛应用,沿着传输方向的光场调控也逐渐引起注意,由此发展出了一系列具有新颖传播特性,以及空间三维结构的调控光场。本文综述了针对传输方向的光场调控研究进展,包括光场强度沿纵向的调控及由此构建的特殊三维结构光场、沿纵向具有特殊传输轨迹光场的产生原理及方法、绕光轴具有螺旋轨迹传输的光场及其螺旋传输特性、光场偏振态沿纵向调控的基本原理及两类偏振态纵向调控光场。
光场调控 偏振态 强度 相位 传输 Light field modulation Polarization Intensity Phase Propagation
武汉软件工程职业学院电子工程学院,湖北 武汉 430205
直角内圆锥面全反射镜激光谐振腔由于其特殊的结构,从而具有较好的抗失调特性。选择高功率横流CO2激光器作为数值模拟的模型,采用Fox-Li迭代法对此种谐振腔的输出光束模式进行了分析。当光束在直角内圆锥面全反射镜处发生翻转时,进行了简化计算。由于直角内圆锥面全反射镜会干扰光束的偏振态,所以采用一种矢量分析的方式对输出光束的模式进行了分析。研究发现当选取P光和S光的反射率相差超过3%时,此种谐振腔可得到偏振纯度为1的径向偏振光或角向偏振光。
激光谐振腔 直角内圆锥面 输出光束模式 偏振态 laser resonator 90° cone reflector output beam distribution polarization