利用单个AOM、EOM、SLM等光学调制器件与1/4波片实现对偏振光偏振方向变化的方法和原理。
利用相位调制器和1/4波片对线偏光的偏振方向进行旋转,结构大概为:
假设一束水平方向的偏振光
E=E0·ei(-ωt+φ_0)
为方便理解,只考虑强度和相位,并且假定强度值为2。
[加入相位调制器]
调制器的调制方向与入射光的偏振方向呈45°,f与s方向引入的相位差为调制量φ。
此时,f方向
Ef=√2*ei(-ωt+φ)
s方向
Es=√2*e-iωt
[加入1/4波片]
然后,再加入一片1/4波片,波片的f轴方向与调制器的调制方向呈45°,y轴方向。
将Ef和Es分解到x和y轴方向,即1/4波片的s和f方向。
Ef分解为Eff和Efs两个分量,Es分解为Esf和Ess两个分量。
Eff=ei(-ωt+φ+π/2)
Efs=ei(-ωt+φ)
Esf=-ei(-ωt+π/2)
Ess=e-iωt
因此,最终x方向为
EX=Efs+Ess=ei(-ωt+φ)+e-iωt
y方向为
Ey=Eff+Esf=ei(-ωt+φ+π/2)-ei(-ωt+π/2)
对EX和Ey进行整理可得:
EX=cos(ωt-φ)+cos(ωt)-i*[sin(ωt-φ)+sin(ωt) ]
Ey=sin(ωt-φ)-sin(ωt)+i*[cos(ωt-φ)-cos(ωt)]
其中,EX和Ey的实部整理后分别为:
E_(X(real))=2*cos(φ/2)*cos(ωt-φ/2)
E_(Y(real))=-2*sin(φ/2)*cos(ωt-φ/2)
由此可见,X 和Y方向的相位是相同的,而振幅分别为2*cos(φ/2)和-2*sin(φ/2),由于最初为方便计算假设入射光初始振幅为2,归一
化后X和Y方向的振幅分别为cos(φ/2)和-sin(φ/2),表现为经过调制和1/4波片后,偏振方向发生改变,改变的角度为φ/2。
通过对偏振方向的调制,后方加检偏,可以实现对振幅的调制。
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