一種非均勻矢量偏振光的測量與評價方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種非均勻矢量偏振光的測量與評價裝置，包括依次布置在待測非均勻矢量偏振光束光路上的偏振片和光電感應器件，以及與所述偏振片和光電感應器件連接的計算機，所述的計算機用于控制偏振片在垂直于光軸的平面內進行旋轉以及對光電感應器件所接收到的光強信息進行處理。本發明還公開了一種非均勻矢量偏振光的測量與評價方法。本發明裝置結構簡單，調試與操作方便，具有較高的測量精度，具有更為合理的量綱。
【專利說明】一種非均勾矢量偏振光的測量與評價方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于光學測量領域，特別涉及一種非均勻矢量偏振光的測量與評價方法及
裝直。
【背景技術】
[0002]偏振態是矢量光束的一個重要參數，對于矢量光束的傳播和聚焦特性具有很大的影響，因此在光學測量、光通信、集成光學、顯示技術等領域中都受到了研究人員們的廣泛關注。矢量偏振光一般可分為均勻矢量偏振光和非均勻矢量偏振光兩種。其中，均勻矢量偏振光在同一時刻波面上每一點的偏振態都一樣，常見的有線偏振光、圓偏振光等；而非均勻矢量偏振光波面上各點的偏振態在同一時刻是不同的，常見的有切向偏振光、徑向偏振光等。
[0003]近年來，由于其特殊的傳播與聚焦特性，非均勻矢量偏振光在科學研究中得到了越來越為廣泛的應用。這種光束的偏振特性如偏振純度、偏振均勻度等對于光束在實際應用中的表現有很大的影響，因此提出一種對于非均勻矢量偏振光的測量與評價方法是十分必要的。

【發明內容】

[0004]本發明提供了一種非均勻矢量偏振光的測量與評價方法及裝置，可以實現對于非均勻矢量偏振光偏振參數的精確測量，并對光束的質量進行評價，在相關科學研究中具有重要的應用價值。
[0005]一種非均勻矢量偏振光的測量與評價方法，包括以下步驟:
[0006]I)旋轉偏振片，使得其透光軸方向與光路光軸方向平行；
[0007]2)待測量的非均勻矢量偏振光透過所述偏振片后，入射到光電感應器件上，得到光強分布1(1。(r, 0),其中1.，Θ分別為以光電感應器件感光面中心為原點的極坐標系的坐標分量；
[0008]3)光電感應器件將Icr (r, Θ )傳送給計算機；
[0009]4)旋轉偏振片,使得其透光軸方向與光路光軸方向成45度角；
[0010]5)待測量的非均勻矢量偏振光透過所述偏振片后，入射到光電感應器件上，得到光強分布145。(r, 9),其中1.，Θ分別為以光電感應器件感光面中心為原點的極坐標系的坐標分量；
[0011]6)光電感應器件將145。(r, Θ )傳送給計算機；
[0012]7)旋轉偏振片,使得其透光軸方向與光路光軸方向成90度角；
[0013]8)待測量的非均勻矢量偏振光透過所述偏振片后，入射到光電感應器件上，得到光強分布I, (r, 9)，其中1.，Θ分別為以光電感應器件感光面中心為原點的極坐標系的坐標分量；
[0014]9)光電感應器件將19(|。(r, Θ )傳送給計算機；[0015]10)旋轉偏振片，使得其透光軸方向與光路光軸方向成135度角；
[0016]11)待測量的非均勻矢量偏振光透過所述偏振片后，入射到光電感應器件上，得到光強分布I1M。(r，9)，其中1.，Θ分別為以光電感應器件感光面中心為原點的極坐標系的坐標分量；
[0017]12)光電感應器件將1135。(r, Θ )傳送給計算機；
[0018]13)計算機在得到 I。。(r, Θ )，I45.(r, Θ )，I90.(r, θ )和 I135.(r, θ )數據后，根據以下公式分別計算偏振光波面上各點的斯托克斯參量Stl (r，0),Sl(r, 0)及820.，Θ)的值:
[0019]
【權利要求】
1.一種非均勻矢量偏振光的測量與評價裝置，其特征在于，包括依次布置在待測非均勻矢量偏振光束光路上的偏振片和光電感應器件，以及與所述偏振片和光電感應器件連接的計算機，所述的計算機用于控制偏振片在垂直于光軸的平面內進行旋轉以及對光電感應器件所接收到的光強信息進行處理。
2.如權利要求1所述的非均勻矢量偏振光的測量與評價裝置，其特征在于，所述的光電感應器件為高速電荷耦合器件。
3.一種非均勻矢量偏振光的測量與評價方法，其特征在于，包括以下步驟:1)依次旋轉布置在待測非均勻矢量偏振光的光路上的偏振片，使得偏振片的透光軸方向與光路光軸方向的夾角分別為O度、45度、90度和135度；2)利用光電感應器件收集透過所述偏振片的待測非均勻矢量偏振光的光強分布，分別得到與夾角角度相對應的光強分布1。(r, Θ )，I45.(r, Θ )，I90.(r, Θ )和1135。0-, Θ )，其中r，Θ分別為以光電感應器件感光面中心為原點的極坐標系的坐標分量；3)計算機根據光強分布IfCr, Θ ), I45.(r, Θ ), I90.(r, Θ )和1135。(r, Θ )，計算待測非均勻矢量偏振光波面上各點的斯托克斯參量Stl (r，0)，Sl(r，Θ)及820.，Θ)的值；4)利用所述的斯托克斯參量Stl(r，Θ)，Sl(r，Θ)及820.，Θ)的值，計算得到待測非均勻矢量偏振光的徑向分量比重么、切向分量比重A徑向分量方差σκ2及切向分量方差σΛ完成對于待測非均勻矢量偏振光的測量與評價
4.如權利要求3所述的非均勻矢量偏振光的測量與評價方法，其特征在于，所述的光電感應器件為高速電荷耦合器件。
5.如權利要求3所述的非均勻矢量偏振光的測量與評價方法，其特征在于，所述斯托克斯參量的計算公式為
6.如權利要求3所述的非均勻矢量偏振光的測量與評價方法，其特征在于，所述的徑向分量比重/
7.如權利要求3所述的非均勻矢量偏振光的測量與評價方法，其特征在于，所述的切向分量比重A
8.如權利要求3所述的非均勻矢量偏振光的測量與評價方法，其特征在于，所述的徑向分量方差σ κ2
9.如權利要求3所述的非均勻矢量偏振光的測量與評價方法，其特征在于，所述的切向分量方差0 02
【文檔編號】G01J4/04GK103439001SQ201310366128
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月20日 優先權日:2013年8月20日
【發明者】匡翠方, 李帥, 江蕓珊, 劉旭 申請人:浙江大學