[發明專利]用于啟用寬視場偏振測量的裝置

有效

• 申請號: 201480016422.6
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN105209868B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 克里斯托夫-烏利齊·凱勒;法蘭斯·斯尼克
• 申請（專利權）人: 萊頓大學
• 主分類號: G01J1/04
• 分類號: G01J1/04;G01J3/14;G01J4/00;G01J3/02
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王程;何沖

一種偏振測量裝置，其包括多條柔性光導管和各偏振調制器，每條所述光導管具有第一和第二端，所述偏振調制器與每條光導管相關聯，其中每條光導管被配置成經由所述第一端接收來自空間中的不同預定區域的入射光，并且使所述光經由該第二端傳輸至檢測器，其中所述偏振調制器被配置成調制光的偏振，以使得入射光的部分或完全偏振狀態能夠由針對每條光導管的檢測器單元來確定。

技術領域

本發明涉及偏振測量，尤其涉及利用多條柔性光導管在大視場上進行偏振測量的裝置和方法，所述柔性光導管被配置成接收來自空間中的不同預定區域的入射光。

背景技術

在一個維度特別是兩個維度上對自旋超過10度的視場，難以進行高精度偏振測量，其針對每種特定的應用，需要高度定制的光學器件和校準方案。一些現有系統使用了寬視場光學器件，所述寬視場光學器件引入大量的人工偏振，并且需要抗反射涂層和/或大量的校準。

使用透鏡和/或反射鏡(如魚眼透鏡，史瓦西型光學系統(Schwarzschild-typeoptical systems)等)的寬視場光學系統通常是復雜的系統，其受到光學畸變和場依存像差的影響。此外，這些系統涉及空氣/真空和光射線以明顯偏離法線入射的角度通過的光學表面之間的界面。在這些表面的菲涅爾折射和反射引入了不必要的偏振，該偏振取決于場位置，并且可以掩蓋待測的小場面偏振。特殊的光學設計和涂層可降低這些影響，但在沒有大量的校準工作的情況下達不到可接受的水平。

此外，由于寬視場光學系統依賴于各向異性材料，可以在寬視場光學系統對視場角敏感之前放置偏振光學器件(即，在光到達寬視場光學器件之前分析光的偏振)。大入射角的問題也影響到這樣的光學器件。其結果是，寬視場偏振光學器件不能滿足嚴苛的偏振計性能的要求，甚至大量的校準也可能克服不了此限制。

在此公開的裝置和方法可以解決這些問題中的一個或多個。

所列舉的或所討論的本說明書的先前公布文獻或任何背景不應該必然被視為承認該文獻或背景是現有技術的一部分或公知常識。本發明的一個或多個方面/實施例可能或不可能解決背景問題中的一個或多個。

發明內容

根據第一方面，提供一種偏振測量裝置，其包括多條柔性光導管和各偏振調制器，每條所述光導管具有第一和第二端，所述偏振調制器與每條光導管相關聯，其中每條光導管被配置成經由所述第一端接收來自空間中的不同的預定區域的入射光，并且經由該第二端將所述光遞送至檢測器，并且其中所述偏振調制器被配置成調制光的偏振，以使所述入射光的部分或完全偏振狀態能夠由針對每條光導管的檢測器單元來確定。

每個偏振調制器可以定位在各光導管的第一端。每個偏振調制器可包括空間偏振調制器、時間偏振調制器和光譜偏振調制器中的一個或多個。每個偏振調制器可包括偏振光分束器、液晶延遲器，機械旋轉減速器、延遲器堆和電光調制器中的一個或多個。

該裝置可以包括與每條光導管相關聯的各偏振器，該偏振器配置成在調制之后對光進行過濾，以產生具有代表偏振狀態的強度的光輸出。每個偏振器可以定位在所述各光導管的第一端。每個偏振器可以定位在所述各光導管的第二端。該各光導管可以被配置成至少部分地(或完全地)維持光的偏振狀態。每個偏振器可以包括一個或多個線偏振器和偏振光分束器。

該裝置可以包括與每條光導管相關聯的各檢測器單元。該檢測器單元可以包括光探測器，該光探測器被配置成記錄來自各偏振器的光輸出。該裝置可以包括一個或多個檢測器單元。每個檢測器單元可以與多條光導管相關聯，并且可以包括光探測器，所述光探測器被配置成記錄來自各偏振器的光輸出。每個檢測器單元可以包括各分散器，該分散器被配置成分散來自各偏振器的光輸出，以產生強度譜，其由光檢測器進行記錄。

每個分散器可以包括棱鏡、光柵、棱柵、空間可變的濾光器，濾光輪和光譜儀中的一種或多種。每個光電檢測器可以包括電荷耦合設備(CCD)照相機、CMOS傳感器和CMOS混合傳感器中的一種或多種。