[發(fā)明專利]光學(xué)系統(tǒng)穆勒矩陣的計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111673437.8
• 申請(qǐng)日: 2021-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114295212B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚東;蔣春明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): G01J4/00
• 分類號(hào): G01J4/00;G06F17/10;G06F17/11
• 代理公司: 長(zhǎng)春中科長(zhǎng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22218
• 代理人: 郭婷

1.一種光學(xué)系統(tǒng)穆勒矩陣的計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取光學(xué)系統(tǒng)在不同視場(chǎng)下的二向衰減瞳；

S2：通過(guò)方向澤尼克多項(xiàng)式對(duì)所述二向衰減瞳進(jìn)行擬合分解，得到不同視場(chǎng)下的所述方向澤尼克多項(xiàng)式的方向澤尼克系數(shù)；

S3：利用所述方向澤尼克多項(xiàng)式及所述方向澤尼克系數(shù)，獲取所述光學(xué)系統(tǒng)的瓊斯矩陣與入瞳極坐標(biāo)之間的關(guān)系；

J＝σ₀+(C₁+C₃ρsin(θ)+C₅ρ²cos(2θ))σ₁+(C₅ρ²sin(2θ)-C₃ρcos(θ))σ₂

其中J為瓊斯矩陣，σ_k為泡利矩陣，k＝0、1、2、3，σ₀為單位矩陣，不代表任何的偏振特性，σ₁代表線性x/y偏振特征向量，σ₂代表線性45°或135°的偏振特征向量，σ₃代表左右旋向的偏振特征；ρ和θ為入瞳位置的極坐標(biāo)；C₁為所述方向澤尼克多項(xiàng)式中OZ1項(xiàng)系數(shù)，C₃為所述方向澤尼克多項(xiàng)式中OZ3項(xiàng)系數(shù)，C₅為所述方向澤尼克多項(xiàng)式中OZ5項(xiàng)系數(shù)；

S4：將所述瓊斯矩陣變換為偏振探測(cè)中使用的穆勒矩陣，獲取所述使用的穆勒矩陣與所述入瞳極坐標(biāo)之間的關(guān)系；

S5：對(duì)所述使用的穆勒矩陣進(jìn)行積分處理，獲取所有入瞳光線偏振變化的總的穆勒矩陣；

S6：擬合方向澤尼克系數(shù)與不同視場(chǎng)的關(guān)系，得到不同視場(chǎng)下所述光學(xué)系統(tǒng)的穆勒矩陣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其特征在于，步驟S4中所述變換的公式為：

其中m(i，j)為使用的4×4穆勒矩陣中的項(xiàng)，i代表行，j代表列，σ_i、σ_j為泡利矩陣，trace為矩陣的跡，J’為所述瓊斯矩陣J的共軛轉(zhuǎn)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算方法，其特征在于，步驟5中所述積分處理的方式為：

M(i，j)＝∫₀^2π∫₀¹m(i，j)ρdρdθ

其中M(i，j)為所述總的穆勒矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的計(jì)算方法，其特征在于，所述總的穆勒矩陣表達(dá)式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其特征在于，步驟S6擬合所述方向澤尼克系數(shù)與不同視場(chǎng)之間的關(guān)系，所述OZ1項(xiàng)系數(shù)C₁與所述視場(chǎng)的平方成正比。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其特征在于，步驟S6擬合所述方向澤尼克系數(shù)與不同視場(chǎng)之間的關(guān)系，所述OZ3項(xiàng)系數(shù)C₃與所述視場(chǎng)成正比。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其特征在于，步驟S6擬合所述方向澤尼克系數(shù)與不同視場(chǎng)之間的關(guān)系，所述OZ5項(xiàng)系數(shù)C₅與所述視場(chǎng)不存在關(guān)系。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其特征在于，步驟S1中，獲取光學(xué)系統(tǒng)在不同視場(chǎng)下的二向衰減瞳的方法是：

將所述光學(xué)系統(tǒng)在光學(xué)設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行建模，利用所述光學(xué)設(shè)計(jì)軟件得到所述不同視場(chǎng)下的所述二向衰減瞳。