[發明專利]快照式穆勒矩陣橢偏儀相位延遲量誤差的通用校準方法

有效

• 申請號: 202011163917.5
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112378861B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 陳修國;王鵬;張勁松;石雅婷;劉世元
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21;G06F17/15;G06F17/16
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;李智

本發明屬于精密光學測量儀器系統參數校準領域，并具體公開了一種快照式穆勒矩陣橢偏儀相位延遲量誤差的通用校準方法，其包括如下步驟：S1、按預設相位延遲器厚度比搭建快照式穆勒矩陣橢偏儀，然后對三組標準樣品進行測量，得到三組測量光譜；S2、分別對三組測量光譜進行頻域分析得到頻域信號，對頻域信號進行分通道處理得到多階頻率通道，再根據相位延遲器厚度比對頻率通道進行選擇；S3、對選擇的頻率通道進行波數域分析計算，獲得各頻率通道對應的測量光譜三角函數展開式的實頻、虛頻系數，進而得到各相位延遲器的相位延遲量誤差。本發明能準確校準快照式穆勒矩陣橢偏儀全測量光譜內的相位延遲量誤差，適用于不同的相位延遲器厚度比。

技術領域

本發明屬于精密光學測量儀器系統參數校準領域，更具體地，涉及一種快照式穆勒矩陣橢偏儀相位延遲量誤差的通用校準方法。

背景技術

自Matthieu Dubreuil等人在文章“Snapshot Mueller matrix polarimeter bywavelength polarization coding”中提出快照式穆勒矩陣橢偏儀以來，快照式穆勒矩陣橢偏儀受到了越來越廣泛的關注，其具有測量時間極短、測量過程中不受運動器件干擾等優點。快照式穆勒矩陣橢偏儀通常由光源、起偏器、四片具有一定厚度比與方位角的相位延遲器、檢偏器與探測器等部分組成，如圖2所示，其核心器件為四片相位延遲器，并以此實現對待測樣品穆勒矩陣的調制。該儀器模型可描述為：

S_out＝P₂(α₂)R₄(θ₄,δ₄)R₃(θ₃,δ₃)MR₂(θ₂,δ₂)R₁(θ₁,δ₁)P₁(α₁)S_in (1)

式中S_in與S_out分別表示由光源出射的光與探測器接收到的光的斯托克斯矢量；M、P₁與P₂分別表示待測樣品、起偏器與檢偏器的穆勒矩陣，α₁、α₂分別表示起偏器與檢偏器的方位角；R_i、θ_i、δ_i(i＝1，2，3，4)分別表示第i個相位延遲器的穆勒矩陣、相對起偏器的方位角以及其相位延遲量。

記各相位延遲量的基礎厚度為d₀，各相位延遲量厚度為d_i d₀(d_i為整數，i＝1，2，3，4)，則其相位延遲量如式(2-a)所示，為使載波為正弦波以方便后續計算，通常在建立模型時對其相位延遲量δ_i做如式(2-b)所示的近似：

δ_i(σ)＝2πΔn(σ)d_id₀σ,i＝1,2,3,4 (2-a)

式中f₀為調制基頻，σ為波數，Δn為相位延遲器所用材料的雙折射率。若光源發出的光的斯托克斯矢量為[1 0 0 0]^T，則由探測器接收到的光譜I(σ)如式(3)所示：