[實用新型]一種穆勒矩陣測量裝置

有效

• 申請號: 202122607215.8
• 申請日: 2021-10-28
• 公開（公告）號: CN216622148U
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 李泓毅;麥浩基;楊尚潘;劉碧旺;孫培韜;黃莊釩;黃鴻衡;吳南壽;曾亞光;鐘俊平;韓定安
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院;佛山市靈覺科技有限公司
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21;G01N21/01
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 梁偉

本實用新型提供一種穆勒矩陣測量裝置，包括：光源、第一分光器、第二分光器、第一檢偏器、接收光路、第二檢偏器，光源產生多個不同偏振態的入射偏振光，經第一分光器分成兩路入射偏振光；其中一路入射偏振光進入第一檢偏器進行實時檢偏；另一路入射偏振光經入射光路投射在樣品上；接收光路接收樣品被照射后所散射的出射光后傳輸至第二檢偏器進行實時檢偏；其中，光源包括多個用于分別產生不同偏振態的入射偏振光的發光組件、用于控制多個發光組件開關的控制器以及將多個發光組件發出的入射偏振光投射到第一分光器上的投射組件。本實用新型能夠快速連續地轉換入射偏振光的偏振態，滿足對快速變化的樣品進行穆勒矩陣測量。

技術領域

本實用新型屬于光學測量技術領域，尤其涉及一種穆勒矩陣測量裝置。

背景技術

偏振光散射測量技術具有無標記、無損傷、多參數、快速、定量、活體測量且可以對微小顆粒進行表征的優點，現已在器官、組織、細胞等領域上的研究。其基本原理是將一束偏振光照射到樣品上，通過探測器接受被照射樣品的散射光、透射光或反射光，從而獲得偏振光的散射、透射或反射的偏振信息，經過處理提取出微小顆粒的折射率、形態、大小等信息。而穆勒矩陣能全面地反映偏振光與介質之間的相互作用，包含了大量的樣品光學信息。因此，快速、準確地測量樣品的穆勒矩陣，將能獲取更多有用的光學信息，大大地提高對樣品的區分和識別能力。

當光束被樣品散射時，光束的偏振態發生了變化，即光束的Stokes(斯托克斯)向量S_in經過線性變化得到一個新的Stokes向量S_out，這個變換可以用一個4×4的矩陣來表示，即穆勒矩陣M。從數學上講，我們可以用公式(1)來描述這個變換過程：

S_out＝M·S_in (1)

公式(1)中三個變量對應的詳細參量可用公式(2)表示：

其中，。I表示光強，Q、U和V是偏振分量，Q表示入射光水平與豎直分量的強度差，U表示入射偏振光45度與135度分量的強度差，V表示入射偏振光右旋與左旋分量的強度差。

從公式(1)和(2)可知，若要求解穆勒矩陣的所有陣元，需S_in和S_out都為4×n的矩陣，其中n≥4。即至少要切換入射光偏振態S_in4次，所以穆勒矩陣測量是多次測量的，理論上測量次數越多，求解的穆勒矩陣會越準確。

由于溫度、濕度、振動等客觀環境因素的存在，不可避免地會使激光器的波動性、起偏器的不穩定性大大增加，從而使得調制的照明偏振光無法達到預設的狀態，導致實際偏振測量結果有所偏差。穆勒矩陣與樣品的取向角、波長可能有關系，目前可行的穆勒矩陣測量辦法是多次測量，其核心是多次切換入射光的偏振態。傳統的方法包括旋轉波片法，實現給定多次偏振態的設定，但是無法實現快速連續地改變入射光的偏振態，從而無法滿足對快速變化的樣品進行穆勒矩陣測量的要求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種穆勒矩陣測量裝置，能夠快速連續地轉換入射偏振光的偏振態，滿足對快速變化的樣品進行穆勒矩陣測量。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種穆勒矩陣測量裝置，包括：

用于產生多個不同偏振態的入射偏振光的光源；

第一分光器，設置在光源的出射光路上，用于將入射偏振光分成兩路入射偏振光；

第一檢偏器，設置在第一分光器的反射光路上，用于對第一分光器分出的一路入射偏振光進行實時檢偏以獲取入射偏振光的偏振態；

入射光路，設置在第一分光器的透射光路上，用于將第一分光器分出的一路入射偏振光投射在樣品上；