一种非均匀矢量偏振光的测量与评价方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种非均匀矢量偏振光的测量与评价装置，包括依次布置在待测非均匀矢量偏振光束光路上的偏振片和光电感应器件，以及与所述偏振片和光电感应器件连接的计算机，所述的计算机用于控制偏振片在垂直于光轴的平面内进行旋转以及对光电感应器件所接收到的光强信息进行处理。本发明还公开了一种非均匀矢量偏振光的测量与评价方法。本发明装置结构简单，调试与操作方便，具有较高的测量精度，具有更为合理的量纲。
【专利说明】一种非均勾矢量偏振光的测量与评价方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明属于光学测量领域，特别涉及一种非均匀矢量偏振光的测量与评价方法及
装直。
【背景技术】
[0002]偏振态是矢量光束的一个重要参数，对于矢量光束的传播和聚焦特性具有很大的影响，因此在光学测量、光通信、集成光学、显示技术等领域中都受到了研究人员们的广泛关注。矢量偏振光一般可分为均勻矢量偏振光和非均勻矢量偏振光两种。其中，均勻矢量偏振光在同一时刻波面上每一点的偏振态都一样，常见的有线偏振光、圆偏振光等；而非均勻矢量偏振光波面上各点的偏振态在同一时刻是不同的，常见的有切向偏振光、径向偏振光等。
[0003]近年来，由于其特殊的传播与聚焦特性，非均匀矢量偏振光在科学研究中得到了越来越为广泛的应用。这种光束的偏振特性如偏振纯度、偏振均匀度等对于光束在实际应用中的表现有很大的影响，因此提出一种对于非均匀矢量偏振光的测量与评价方法是十分必要的。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种非均匀矢量偏振光的测量与评价方法及装置，可以实现对于非均匀矢量偏振光偏振参数的精确测量，并对光束的质量进行评价，在相关科学研究中具有重要的应用价值。
[0005]一种非均匀矢量偏振光的测量与评价方法，包括以下步骤:
[0006]I)旋转偏振片，使得其透光轴方向与光路光轴方向平行；
[0007]2)待测量的非均匀矢量偏振光透过所述偏振片后，入射到光电感应器件上，得到光强分布1(1。(r, 0),其中1.，Θ分别为以光电感应器件感光面中心为原点的极坐标系的坐标分量；
[0008]3)光电感应器件将Icr (r, Θ )传送给计算机；
[0009]4)旋转偏振片,使得其透光轴方向与光路光轴方向成45度角；
[0010]5)待测量的非均匀矢量偏振光透过所述偏振片后，入射到光电感应器件上，得到光强分布145。(r, 9),其中1.，Θ分别为以光电感应器件感光面中心为原点的极坐标系的坐标分量；
[0011]6)光电感应器件将145。(r, Θ )传送给计算机；
[0012]7)旋转偏振片,使得其透光轴方向与光路光轴方向成90度角；
[0013]8)待测量的非均匀矢量偏振光透过所述偏振片后，入射到光电感应器件上，得到光强分布I, (r, 9)，其中1.，Θ分别为以光电感应器件感光面中心为原点的极坐标系的坐标分量；
[0014]9)光电感应器件将19(|。(r, Θ )传送给计算机；[0015]10)旋转偏振片，使得其透光轴方向与光路光轴方向成135度角；
[0016]11)待测量的非均匀矢量偏振光透过所述偏振片后，入射到光电感应器件上，得到光强分布I1M。(r，9)，其中1.，Θ分别为以光电感应器件感光面中心为原点的极坐标系的坐标分量；
[0017]12)光电感应器件将1135。(r, Θ )传送给计算机；
[0018]13)计算机在得到 I。。(r, Θ )，I45.(r, Θ )，I90.(r, θ )和 I135.(r, θ )数据后，根据以下公式分别计算偏振光波面上各点的斯托克斯参量Stl (r，0),Sl(r, 0)及820.，Θ)的值:
[0019]
【权利要求】
1.一种非均匀矢量偏振光的测量与评价装置，其特征在于，包括依次布置在待测非均勻矢量偏振光束光路上的偏振片和光电感应器件，以及与所述偏振片和光电感应器件连接的计算机，所述的计算机用于控制偏振片在垂直于光轴的平面内进行旋转以及对光电感应器件所接收到的光强信息进行处理。
2.如权利要求1所述的非均匀矢量偏振光的测量与评价装置，其特征在于，所述的光电感应器件为高速电荷耦合器件。
3.一种非均匀矢量偏振光的测量与评价方法，其特征在于，包括以下步骤:1)依次旋转布置在待测非均匀矢量偏振光的光路上的偏振片，使得偏振片的透光轴方向与光路光轴方向的夹角分别为O度、45度、90度和135度；2)利用光电感应器件收集透过所述偏振片的待测非均匀矢量偏振光的光强分布，分别得到与夹角角度相对应的光强分布1。(r, Θ )，I45.(r, Θ )，I90.(r, Θ )和1135。0-, Θ )，其中r，Θ分别为以光电感应器件感光面中心为原点的极坐标系的坐标分量；3)计算机根据光强分布IfCr, Θ ), I45.(r, Θ ), I90.(r, Θ )和1135。(r, Θ )，计算待测非均匀矢量偏振光波面上各点的斯托克斯参量Stl (r，0)，Sl(r，Θ)及820.，Θ)的值；4)利用所述的斯托克斯参量Stl(r，Θ)，Sl(r，Θ)及820.，Θ)的值，计算得到待测非均匀矢量偏振光的径向分量比重么、切向分量比重A径向分量方差σκ2及切向分量方差σΛ完成对于待测非均匀矢量偏振光的测量与评价
4.如权利要求3所述的非均匀矢量偏振光的测量与评价方法，其特征在于，所述的光电感应器件为高速电荷耦合器件。
5.如权利要求3所述的非均匀矢量偏振光的测量与评价方法，其特征在于，所述斯托克斯参量的计算公式为
6.如权利要求3所述的非均匀矢量偏振光的测量与评价方法，其特征在于，所述的径向分量比重/
7.如权利要求3所述的非均匀矢量偏振光的测量与评价方法，其特征在于，所述的切向分量比重A
8.如权利要求3所述的非均匀矢量偏振光的测量与评价方法，其特征在于，所述的径向分量方差σ κ2
9.如权利要求3所述的非均匀矢量偏振光的测量与评价方法，其特征在于，所述的切向分量方差0 02
【文档编号】G01J4/04GK103439001SQ201310366128
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】匡翠方, 李帅, 江芸珊, 刘旭 申请人:浙江大学