弱偏振器件Mueller矩阵测量的校准及应用

1 m新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope,NVST)的高分辨磁像仪采用了同步重建技术,其中用到了分束镜。分束镜从设计上一般会进行偏振优化,尽量减小偏振效应,但还是不可避免地对太阳磁场的偏振测量造成影响,因此,对分束镜偏振特性的测量是1 m太阳望远镜进行太阳磁场偏振测量的必需步骤。运用空气Mueller矩阵校准法对Mueller矩阵测量结果进行了校准,测量了两块用于磁场偏振测量的分束镜样品,比较了不同分束镜方案的Mueller矩阵及其对偏振测量的影响,并测量了平板玻璃的Mueller矩阵随入射角变化的结果,比较测量结果与理论值之间的偏差,利用空气Mueller矩阵进行校准后测量系统达到5×10^(-3)的Mueller矩阵测量精度。

含数字微镜器件的离轴光学系统偏振像差分析及补偿

偏振像差会影响离轴光学成像系统的偏振测量精度和偏振成像效果,有必要对其进行标定和补偿。基于三维偏振光线追迹,分析了含有数字微镜器件(DMD)的编码超分辨离轴光学成像系统在不同视场下的偏振像差,并提出一种在光路中接近DMD位置加入线性衰减器(LD)和相位延迟器(LR)进行偏振补偿的方法。经计算发现,DMD表面引入的最大二向衰减为1.43×10^(-3),最大相位延迟为9.52×10^(-3)rad,整体光学系统引入的最大二向衰减为2.32×10^(-3),最大相位延迟为1.55×10^(-2)rad,DMD引入的偏振像差占全系统的60%以上。对比了偏振补偿前后整体光学系统的偏振像差分布、琼斯瞳和偏振成像仿真效果,结果表明:布置合适的弱偏振器件进行补偿后,二向衰减和相位延迟均减小为补偿前的一半左右,琼斯矩阵接近单位阵,偏振成像中的串扰现象也明显减少。可见,DMD会引入较大的偏振像差,而在DMD附近的光路中使用LD和LR能够简单有效地进行偏振补偿。