[發明專利]全光場全斯托克斯參量檢測裝置和檢測方法

有效

• 申請號: 201210015266.4
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN102538971A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 曹紹謙;步鵬;步揚;王向朝;湯飛龍;李中梁
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及斯托克斯參量，特別是一種全光場全斯托克斯參量檢測裝置和檢測方法。

背景技術

高精密成像系統中大數值孔徑投影物鏡的使用，導致入射波嚴重離軸傾斜，使TE和TM兩種偏振光的透射率不同，從而導致成像對比度嚴重下降，客觀上必然要求對大數值孔徑投影物鏡全光場全斯托克斯參量進行提取和分析。

在先技術1【Hauge，P.S.，Azzam，R.M.A.，et?al，“Stokes?Polarimetry，”in?Polarized?Light，Dennis?Goldstein.(Second?Edition，Revised?and?Expanded，Marcel?Dekker，Inc.，2003).】中的旋轉元件偏振測量法(rotating?elementpolarimetry)、振蕩元件偏振測量法(oscillating?element?polarimetry)和相位調制偏振測量法(phase?modulation?polarimetry)，均可以測量斯托克斯參量中的三個或者四個，在旋轉元件偏振測量法中，偏振器或者相位延遲器是旋轉的，需要在不同的方位角進行測量，在振蕩元件偏振測量法中，需要在振蕩過程中的不同點進行測量，在相位調制偏振測量法中，需要在不同相點進行測量，為了提取出光場上某一特定場點的全部斯托克斯參量，需要對該點連續檢測四次以上，如果要檢測整個光場，需要逐點進行掃描，因此這些裝置無法實現全光場全斯托克斯參量快速實時測量，并且有些裝置需要精密旋轉機構進行旋轉，從而引入較大測量誤差。

在先技術2【John?E.Hubbs，Mark?E.Gramer，et?al，“Measurement?of?theRadiometric?and?Polarization?Characteristics?of?a?Micro-Grid?PolarizerInfrared?Focal?Plane?Array”，Proc.SPIE?6295，62950C，2006.】、【James?K.Boger，et?al，“Modeling?Precision?and?Accuracy?of?a?LWIR?Microgrid?ArrayImaging?Polarimeter”，Proc.SPIE?5888，58880U，2005.】、[David?B.Chenault，et?al，“Handheld?Polarimeter?for?Phenomenology?Studies”，Proc.SPIE?5432，2004.]及[Bruce?Winker，et?al，“Liquid?Crystal?Tunable?Polarization?Filterfor?Target?Detection?Applications”，Proc.SPIE?6972，697209，2008.]中提出的瞬時多路測量成像偏振探測儀主要由微偏振檢偏器陣列(3)、CCD探測器陣列(4)以及一些其他的原件所組成，但其中沒有補償器(2)，可以實現全光場全斯托克斯參量的實時檢測，且不受環境變化影響，然而卻只能檢測前三個斯托克斯參量，不能夠提取右旋或者左旋偏振光的光強度信息，因此提取不出第四個斯托克斯參數，對偏振信息的檢測不全。

發明內容

本發明的目的是：為了解決上述在先技術1中存在的需要逐點測量多次、對全光場進行掃描以及在先技術2中存在的對偏振信息的檢測不全等問題，提供一種全光場全斯托克斯參量檢測裝置和檢測方法，該裝置具有共光軸且結構簡單穩定、高空間分辨率和測量速度較快的特點。

本發明的技術解決方案如下：

一種全光場全斯托克斯參量檢測裝置，其特點在于，該裝置包括：補償器、微偏振檢偏器陣列、CCD探測器陣列、放大器、同步數據采集卡、計算機系統和偏壓控制器，其位置關系是：沿著待測光學系統所產生的平行入射光束前進方向上，依次是所述的補償器、微偏振檢偏器陣列和CCD探測器陣列；

所述微偏振檢偏器陣列是由微偏振檢偏器超像素的陣列組成，所述的微偏振檢偏器超像素由0度線偏振微檢偏器、45度線偏振微檢偏器、90度線偏振微檢偏器和135度線偏振微檢偏器組成；所述的CCD探測器陣列是由CCD探測器超像素的陣列組成的，所述CCD探測器陣列超像素是由四個相同的CCD探測器子像素組成；所述的微偏振檢偏器陣列和所述的CCD探測器陣列集成在一起，使所述的微偏振檢偏器超像素陣列和CCD探測器超像素陣列一一對準，形成對準超像素陣列；