[發明專利]基于數字全息干涉的光波偏振態測量方法

在審

• 申請號: 202011163666.0
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112378517A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張春熹;楊艷強;王心;于佳
• 申請（專利權）人: 衡陽市智谷科技發展有限公司
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00
• 代理公司: 深圳市蘭鋒盛世知識產權代理有限公司 44504
• 代理人: 羅炳鋒

本發明公開了一種基于數字全息干涉的光波偏振態測量方法，涉及光波偏振測量技術領域。該基于數字全息干涉的光波偏振態測量方法包括以下步驟：對待測的光路進行調整、開啟測量光源，并使得光學偏振片與二元光柵處于平行的狀態中、調整光學偏振片的角度，并且對光學偏振片的角度進行調整。該基于數字全息干涉的光波偏振態測量方法能夠通過CCD探測器和CMOS圖像傳感器二者相結合對數字全息干涉的光波偏振態進行精準快捷的測量，能夠簡單高效的得到光波偏振態的準確數值，能夠在快速進行光波偏振態測量的情況下，得到較為準確的數值，大幅度的提高了數字全息干涉的光波偏振態測量的效率，進一步增加了工作人員的工作效率。

技術領域

本發明涉及光波偏振測量技術領域，具體為基于數字全息干涉的光波偏振態測量方法。

背景技術

CMOS偏振態是描述光波波前特征的重要參量之一，可用斯托克斯矩陣參量、瓊斯矩陣參量等表征，對其測量在生物光子學、非線性光學、化學和礦物質學等領域具有重要的科學意義和應用價值。但傳統的偏振態測量裝置只能提供待測波前傳播方向上固定位置處的偏振信息，且由于不具備二維采樣特性，需頻繁調整光路和多次曝光來實現偏振態參量的測量。為了提高偏振態參量參量的測量效率，國內外學者作了很多有益嘗試，其中，數字全息由于采用干涉方法記錄待測波前的振幅和相位信息，并通過數字方法完成重構，為光束的偏振態參量全場快速測量提供了可能，從而引起廣泛關注。

現有數字全息干涉的光波偏振態測量需要對測量光路進行多次調試和測量，使得測量的效率較為低下，不能快速高效的進行光波的偏振態測量，目前收結構和測量方法的限制，偏振態正交的頻譜在頻譜空間分離有限，進而造成串擾，影響偏振態參量的測量精度。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于數字全息干涉的光波偏振態測量方法，解決了上述背景技術提到的問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種基于數字全息干涉的光波偏振態測量方法，該基于數字全息干涉的光波偏振態測量方法包括以下步驟：

步驟一、對待測的光路進行調整，使得測量光源與測量背板處于同一水平線上，此時的測量光源所發射的光波與測量背板處于垂直狀態，且在測量光源與測量背板的中心位置放置光學偏振片；

步驟二、開啟測量光源，二元光柵放置在測量光源與光學偏振片的中心位置上，并使得光學偏振片與二元光柵處于平行的狀態中，測得此時CCD探測器上光波偏振態的數值，將此時的CCD探測器測量的數值記為γ₁，然后將圖像傳感器采集到的全息圖上傳到計算機中，并將此時的計算機上中得到的偏振值記為ε₁；

步驟三、步驟二中的CCD探測器進行光波偏振態的數值的檢測后，調整光學偏振片的角度，并且對光學偏振片的角度進行調整，調整后的光學偏振片的角度與原先光學偏振片存在的位置之間為45度的夾角，測得此時的CCD探測器的數值，并將此時測得的數值記為γ₂，然后將圖像傳感器采集到的全息圖上傳到計算機中，并將此時計算機中的得到的偏振值記為ε₂；

步驟四、對光波偏振態的數值S進行計算，其中

步驟五、進行三次重復試驗，然后取三次試驗的光波偏振態的數值S平均值作為最終的測量結果。

優選的，整個實驗測量的過程均位于密閉的空間中進行的，無外在的光源進行污染。

優選的，所述測量背板為透明的玻璃板材質，其中測量背板的厚度為1～1.5cm。

優選的，步驟二和步驟三中的二元光柵的面積大于測量光源照射的面積。

優選的，步驟二中CCD探測器為反彈式單CCD探測器，像素矩陣4K×4K，最大像素為1600萬。