高性能消色差延遲器的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、相位延遲器是一種光信息調(diào)制器件，是偏光類(lèi)器件中的一個(gè)重要組成部分，它在激光技術(shù)和偏光技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。相位延遲器可以實(shí)現(xiàn)光的偏振態(tài)的相互轉(zhuǎn)換，它與光的波長(zhǎng)有直接關(guān)系。由于使用的光譜范圍寬，要在整個(gè)光譜范圍內(nèi)都達(dá)到很高的要求是比較困難的。現(xiàn)代偏光技術(shù)和光調(diào)制技術(shù)除了對(duì)單一波長(zhǎng)延遲器件提出較高的要求外，對(duì)寬光譜復(fù)合波片的消色差延遲器件也相應(yīng)的提出了較高的要求。消色差相位延遲器是一種能在某一光譜范圍內(nèi)使用的光相位延遲器件，但是當(dāng)前設(shè)計(jì)與實(shí)

2、際使用要求尚有一定的差距，因此設(shè)計(jì)延遲偏差盡可能小的高精度消色差相位延遲器就非常有必要。為此，我們對(duì)消色差相位延遲器進(jìn)行了深入的探討和分析。 第一章緒論。主要論述了延遲器件的應(yīng)用范圍，設(shè)計(jì)型式，并對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀做了簡(jiǎn)介。 第二章全反射相變理論。由菲涅爾公式，推導(dǎo)出全反射相變公式，這是設(shè)計(jì)全反射型消色差相位延遲器的理論依據(jù)。通過(guò)對(duì)全反射相變公式的討論，得出相位延遲δ與折射率n和全內(nèi)反射角θ的關(guān)系，為器件的設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。

3、 第三章全反射型消色差相位延遲器。首先分析了常規(guī)菱體型消色差相位延遲器：Fresnel rhomb，Mooney rhomb，AD-1型消色差相位延遲器，AD-2型消色差相位延遲器；然后介紹了斜入射理論；最后介紹了幾種斜入射型消色差相位延遲器：菱體相位延遲器(主要介紹)，長(zhǎng)方體型相位延遲器(主要介紹)，梯形相位延遲器。 第四章消色差相位延遲器的改進(jìn)設(shè)計(jì)。在以上理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種新型消色差相位延遲器，主要是把兩邊的垂

4、直入射方式變?yōu)樾比肷浞绞?。?dāng)器件的參量為α=14.5°，θ=66.5°時(shí)，入射光通過(guò)延遲器在[530nm，1000nm]的光譜范圍內(nèi)相位延遲介于89°-91°之間。入射光束偏離1時(shí)，在上述光譜范圍內(nèi)相位有0.0006°-0.45°的變化，器件對(duì)入射光的變化不靈敏，在一些波長(zhǎng)處幾乎不變，并且此時(shí)相位延遲在89°-91°之間的光譜區(qū)域?yàn)閇540，900nm]]；與AD-2型消色差相位延遲器相比，對(duì)入射角的靈敏性大大降低。 本文的創(chuàng)新

5、性工作： (1)對(duì)菱體相位延遲器尤其是長(zhǎng)方體型相位延遲器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了系統(tǒng)分析研究，從器件的孔徑，消色差性，入射角的靈敏性，結(jié)構(gòu)角的靈敏性四個(gè)方面對(duì)延遲器進(jìn)行了綜合設(shè)計(jì)考慮。利用以上理論設(shè)計(jì)了一個(gè)λ/4相位延遲器，其在350nm-2000nm光譜區(qū)域內(nèi)，相位延遲偏離量可控制在0.04°內(nèi)，并且有較低的對(duì)入射角的靈敏性。 (2)設(shè)計(jì)出一種新結(jié)構(gòu)的延遲器件。新器件不僅保留了光束通過(guò)AD-2型消色差相位延遲器件不發(fā)生偏向或移