[發明專利]一種各向異性旋轉運動微粒的測量方法

有效

• 申請號: 202110560179.6
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113324879B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 王健;湯子毅;萬鎮宇;方良
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N21/21;G01P5/26;G01P13/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 徐美琳

1.一種各向異性旋轉運動微粒的測量方法，其特征在于，對于所述各向異性旋轉運動微粒的各向異性參數為已知的情況下，各向異性旋轉運動微粒存在自旋與公轉的運動形式，測量方法包括以下步驟：

以光軸與所述各向異性旋轉運動微粒的公轉轉軸重合的圓柱矢量偏振光場照射各向異性旋轉運動微粒，采用斯托克斯參量法對所述各向異性旋轉運動微粒反射出的矢量多普勒偏振信號進行檢測；

對所述矢量多普勒偏振信號的第一斯托克斯參量S₁和第二斯托克斯參量S₂分別進行傅里葉分析，分別得到第一傅里葉相位譜、第一傅里葉幅度譜和第二傅里葉相位譜、第二傅里葉幅度譜，在第一傅里葉幅度譜和第二傅里葉幅度譜中提取出多個多普勒頻移峰的相對振幅，與峰值頻率對應的已知的相對振幅對照，確定多普勒頻移峰的排序；將第一傅里葉相位譜和第二傅里葉相位譜相減獲得傅里葉相對相位譜，在所述傅里葉相對相位譜中按照多普勒頻移峰的排序提取相對相位差值；通過所述相對相位差值判斷各個峰值頻率的符號，利用所述峰值頻率和所述相對相位差值推算出所述各向異性旋轉運動微粒的自旋和公轉角速度的大小和方向。

2.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，多普勒頻移峰按照峰值頻率從小到大的順序依次為第一多普勒頻移峰、第二多普勒頻移峰、第三多普勒頻移峰，峰值頻率分別為：

第一多普勒頻移峰：|Δf₁|＝lΩ/π

第二多普勒頻移峰：|Δf₂|＝Θ/π

第三多普勒頻移峰：|Δf₃|＝(2Θ+σlΩ)/π

其中，Ω為公轉角速度，Θ為自旋角速度，l為所述圓柱矢量偏振光場的模式階數，σ取+1代表所述圓柱矢量偏振光場為HE式，σ取-1代表所述圓柱矢量偏振光場為EH式。

3.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，多普勒頻移峰按照峰值頻率從小到大的順序依次為第一多普勒頻移峰、第二多普勒頻移峰、第三多普勒頻移峰，相對振幅分別為：

第一多普勒頻移峰：A₁＝1+τ²+2τcosδ

第二多普勒頻移峰：A₂＝2(τ²-1)

第三多普勒頻移峰：A₃＝1+τ²-2τcosδ

其中，τ和δ為各向異性旋轉運動微粒的已知的各向異性參數：τ為各向異性旋轉運動微粒沿快軸和慢軸的反射系數比，δ為所述各向異性旋轉運動微粒所致的相位延遲。