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偏振分光棱镜原理 基于偏振分光棱镜的高精度偏振分光系

2018-02-13 23:42:42 来源:时时资讯 编辑:诗诗

导读:偏振分光棱镜原理书 书第 43 卷 第 12 期 中 国 激 光 Vol.43 , No.122016 年 12 月CHINESEJ OURNALOFLASERSDecember , 2016基于偏振分光棱镜的高精度偏振分光系统罗 敬 1 刘 东 1 徐沛拓 1 白 剑 1 刘 崇 1

显然,如果偏差角 ε =0 ,那么( 9 )式将等同于( 4 )式。采用前面仿真中同样的参数,结合(5 )式和( 6 )式,当插入不同消光比的偏振片时,计算得到偏振分光系统的偏振分光误差随偏差角 ε 、入射光强度比 珚 V 0 的变化关系,如图 3 所示。从图 3 可以发现,当偏振片的消光比 E = 1时,偏振分光误差与偏差角 ε 无关。事实上,这是显然成立的。消光比 E = 1表示该偏振片对各个偏振方向的入射光的透射率都是相等的,偏差角 ε 的变化不会改变探测器得到的信号强1210001 - 4中 国 激 光度,因此偏差角 ε 对偏振分光误差没有影响。将 E= 1代入(9 )式可以发现,( 9 )式等同于( 2 )式,即相当于未添加偏振片的偏振分光系统。图 3 考虑 PBS 与偏振片之间存在偏差角时的偏振分光误差Fig.3 Polarizing beamsplittingerrorsintermsofmisalignmentanglesbetweenPBSandpolarizers当偏振片的消光比 E >1时,情况所有不同,偏振分光误差随着偏差角 ε 的增大而迅速增大。

偏振分光棱镜原理_棱镜色散的原理_泰勒棱镜

例如,利用仿真中的参数计算发现,对于由偏振片消光比 E =1000构成的偏振分光系统,当入射光强度比为-50dB时,偏振角 ε=0°和ε =15°的偏振分光误差分别是14%和49% 。然而,这依然远小于 E =1时的误差71% 。事实上,通常情况下光学器件的偏差角不会超过15° 。因此,对于所述的偏振分光系统,即使偏振片透光轴与PBS入射面之间存在偏差角 ε ,但是考虑到一般情况下偏差角 ε 远小于15° ,而偏振片的消光比 E 又普遍大于1000 ,故该偏振分光系统依然可以显著减小偏振分光误差,提高偏振分光精度。图3所示的误差分析结果充分表明,减小偏差角 ε 以及增大偏振片的消光比 E 是进一步提高偏振分光精度的有效途径。5 实验测量前面通过理论计算和仿真分析,证明在PBS的反射通道和透射通道添加偏振片可以显著提高系统的偏振分光精度。为了研究所提出方法的可行性,进行了实验测试。如图4所示,激光从激光器出射,经准直扩束之后,入射到格兰 - 泰勒偏振棱镜,产生高偏振度的线偏振光。

通过旋转半波片( HWP )改变线偏振光的偏振方向与PBS入射面的夹角,进而改变入射光中S光与P光的强度比 珚 V 0 。图 4 偏振分光测量系统Fig.4 Measurementsystemforpolarizing beamsplitting测量仅由PBS构成的偏振分光系统。在PBS之前插入退偏器生成伪自然光,记录此时反射通道和透射通道探测器的强度比,完成系统定标过程。将退偏器移出光路,旋转半波片,使得反射通道中探测器1的强度最小。此时 PBS 的入射光的偏振方向与PBS 入射面基本平行,入射光中S光的比例最小,即入射光强度比 珚 V 0 最小。记录此时两个探测器的强度值。以此为起始零点,以固定角度间隔旋转半波片,记录半波片的角度刻度值 θi ( 0≤ θ i ≤45° )以及探测器1和探测器2的强度值。当半波片旋转45°之后,入射光由P光变为S光,入射光强度比 珚V 0 达到最大值。在PBS的反射通道和透射通道各插入一片偏振片,并将反射通道偏振片的透光轴调整至垂直偏振方1210001 - 5中 国 激 光向,将透射通道偏振片的透光轴调整至平行偏振方向。

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