旋转波片法在低应力测量中的应用

本文提出用旋转λ/2波片和分析片来代替转动物体的新方法,解决了用电光调制法测定某些物体低应力值时,物体很难转动的难题。

基于双旋转波片法的癌变组织穆勒矩阵的测量研究

偏振成像由于自身的优势能够有效改善普通光学成像的不足,尤其是穆勒矩阵图像包含了目标的所有偏振信息。本研究基于双旋转波片法原理,搭建了一套穆勒矩阵成像系统,利用组织背向散射光进行成像,测量癌症病理切片的穆勒矩阵,以探求偏振成像区分癌变和非癌变组织的能力。对目前全球高发的肝癌,肺癌和胃癌三种癌症组织切片分别进行穆勒矩阵测量,成像结果发现不同的像元表达的偏振信息不同,某些穆勒矩阵元中,癌变和非癌变区域的偏振信息差异明显,可以用来辅助辨别癌变与正常组织。穆勒矩阵偏振成像在生物医学研究中将会是一种有潜力的病理检测方法。

旋转波片法测量Stokes参量与Jones矩阵

本文总结了旋转波片法测量偏振光的Stokes参量和偏振元件的Jones矩阵的计算细节,并搭建实验装置对不同电压下液晶盒的Jones矩阵进行了实际测量.

旋转波片法偏振检测装置器件参数校准

波片相位延迟量误差、快轴角度误差和检偏器透光轴角度误差是影响基于旋转波片法的偏振检测装置测量精度的主要因素。通过对波片和检偏器参数进行校准,可有效提高检测装置测量精度。针对现有校准方法操作复杂的不足,提出一种偏振检测装置器件参数校准新方法。该方法以水平线偏振光[1,1,0,0]T作为标准参考光,分别在检偏器方位角为0°和45°时,对标准参考光各进行一次测量,计算得出器件参数误差,从而实现偏振检测装置器件参数校准。实验结果表明,通过器件参数校准,偏振检测装置测量误差由原来的3%降低至0.87%以内。

旋转波片法测量电光调Q射频波导CO_2激光器的内部参数

提出了一种测量电光调 Q射频波导 CO2 激光器内部参数的新方法 ,采用此方法可测量出激光器的小信号增益系数、内部损耗、饱和光强等内部参数 ,并可推广应用到其他种类激光器内部参数的测量。

基于旋转波片的偏振态检测方法研究

准确、稳定地检测光波偏振态在通信、生物医学等领域具有重要的应用价值.通过研究基于旋转波片的光波偏振态检测方法,采用1/4波片和偏振片搭建偏光调制结构对偏振光信号进行调制,运用傅里叶变换解调偏振参量的特征系数,利用复化辛普森方法进行离散数值积分,从而提高斯托克斯(Stokes)参量的计算精度.运用嵌入式和虚拟仪器技术设计偏振态检测系统,通过光学元件搭建偏振光进行检测验证.实验结果表明系统可实现偏振态的检测和偏振光波变化轨迹的追踪,其中Stokes参量检测误差为2.84%,偏振度检测误差为1.19%,偏振检测精度较高且系统稳定.

旋转波片法成像斯托克斯偏振仪误差标定和补偿

旋转波片法成像斯托克斯偏振仪由可旋转的1/4波片、固定的检偏器、成像光学器件和光电探测器构成,1/4波片的快轴方位角误差和相位延迟量误差是旋转波片法成像斯托克斯偏振仪的主要误差源,对其进行误差标定和补偿,可有效提高测量精度。为此,通过研究旋转波片测量法和傅里叶分析法,推导出入射光束斯托克斯参量与1/4波片参数误差之间的关系式,从而提出一种误差标定新方法,该方法以水平线偏振光作为标准参考光,对标准参考光进行测量,计算得到1/4波片的参数误差,并将其代入相应理论公式中,从而实现误差补偿。实验结果表明,通过误差标定和补偿,成像斯托克斯偏振仪的平均测量精度由原来的5.12%提高至1.78%,验证了该方法的有效性。

旋光器及λ/2波片复合退偏效应的研究

为了探索一种有效的退偏方法,利用密勒矩阵和斯托克斯矢量分析了旋转波片和旋光器对单色光的退偏效应,阐述了退偏机理,推导出了旋转λ/2波片和旋光器的复合退偏的理论表达形式,并用平均密勒矩阵和斯托克斯矢量建立了退偏度和各个参量的关系。结果表明,这种设计对线偏振光的退偏状况较好,对退偏器的设计与研究有一定的参考价值。

一种改进激光偏振主动成像的建模及理论分析

提出一种改进激光偏振主动成像的实验方法,给出实验装置原理图,详细分析实验装置的成像原理。在分析目标M ueller矩阵测量方法的基础上,给出改进后激光偏振成像装置偏振度和强度的计算公式,从理论上证明了该方法的可行性。然后针对实验仪器的要求分析了实验装置存在的误差,以及Cassegrain望远镜对目标散射光的消偏现象。该方法与利用双旋转波片技术(DRRT)测量目标散射光的偏振度和强度相比可以降低对实验装置的精度要求,同时可以提高测量速度,不需要进行16次测量,只需1次就可以测量出目标散射光的偏振度和强度,进而得到偏振度和强度图像。

植物组织微观结构变化的Mueller矩阵成像监测

Mueller矩阵偏振成像能够全面表征被测样品物的偏振信息,从而成为获取被测样品内部微观结构信息的重要测试方法.利用双旋转波片原理搭建了后向散射Mueller矩阵偏振显微成像系统,并结合新的数据处理算法实现对各向异性植物组织的Mueller矩阵显微成像.针对植物样品的Mueller矩阵的二维分布图像及极化参数图进行分析,并在不同时间进程下通过观察各极化参数图对植物样品的变化进行监测.实验结果表明:相较于普通强度成像,Mueller偏振参数成像可以更加灵敏地反映被测样品的微观结构变化.

基于LabVIEW的机械转动法检测光偏振态

随着高速光纤通信的迅速发展和广泛应用,偏振效应对传输系统产生的影响越来越不可被忽视。为解决该问题中的光偏振态判断,使用机械转动法设计了一套集测量、计算、显示与存储为一体的光偏振态检测系统。系统利用光电传感器实现光强的采集,使用电动旋转台实现快速准确测量,使用Arduino单片机设计电路,利用LabVIEW端的MathScript组件,基于斯托克斯矢量法判断光偏振态,用X-Y图绘制光偏振图形、3D Graph绘制邦加球三维图,可直观显示光偏振态的特性。结果显示,设计的系统具有测量精度高、响应时间快以及可视化结果显示直观等优点。

显示技术、器件及设备

TN141.3 94042946显象管玻璃壳应力检测技术[会,中]/胡德敬,顾绍德,曹正元,王存国(同济大学物理系)∥世界光学大会.—上海,93.8采用旋转波片和反射测量相结合,可使玻璃壳不必转动,就能达到测量的目的。电光调制法的测量原理是:用激光做光源,在正交偏振光场中,加入电光晶体。

物理光学 光的偏振与色散

O436．3 2005031656 Lyot型消偏器对不同类型光源的消偏性能影响=Per- formance analysis of Lyot depolarizer on different optical sources[刊,中]／阴亚芳(中科院研究生院．北京 (100039)),方强…∥半导体光电．-2004,25(6).-448- 450,453 应用Mueller矩阵分析Lyot型消偏器对不同类型光 源的消偏性能,通过对矩形光源、洛伦兹光源及高斯型光 源的消偏性能与消偏器参数的关系进行数值计算,得出了 影响Lyot型消偏器的关键因素是晶体厚度和两晶体主轴 间的夹角。晶体厚度与晶体双折射率乘积大于相干长度,

一种提高偏振光斯托克斯参量测量精度的方法

波片相位延迟量误差是影响旋转波片法斯托克斯(Stokes)参量测量精度的主要因素。通过对传统旋转波片法测量Stokes参量的原理进行理论分析,研究了测量误差与相位延迟量误差之间关系,提出了提高偏振光Stokes参量测量精度的方法。该方法通过调整检偏器透光轴方向与待测光束偏振方向成90°或45°后再进行测量,可有效减小波片相位延迟量误差对Stokes参量测量的影响。实验结果表明,当相位延迟量误差小于1.2°时,采用所提出的优化旋转波片法使Stokes参量测量误差从传统旋转波片法的4.31%减小到0.33%。

基于非线性最小二乘拟合法的Mueller矩阵椭偏仪

提出了一种利用非线性最小二乘拟合法自校准测量偏振元件Mueller矩阵参数的新方法。通过测量放入待测样品前后输出偏振态的Stokes参数,建立起由测得的输出偏振态参数、系统未知参数与被测样品的Mueller矩阵之间的函数关系式,使用多参数的非线性最小二乘拟合求解得到待测样品的Mueller矩阵。建立了一套基于铁电液晶波片、旋转波片及偏振片的光谱型Mueller矩阵椭偏仪,并通过自编的Labview自动控制软件实现了智能化测量。误差分析和实际测量结果表明,在600～900nm波长范围内,Mueller矩阵元参数的测量精度在0.01以内,重复性精度达到0.005。该测量系统无需对系统进行复杂的定标,简化了测量过程,实现了Mueller矩阵元参数的自校准测量。

Mueller矩阵成像偏振仪的误差标定和补偿研究

Mueller矩阵成像偏振仪是测量材料和器件偏振特性的重要仪器,也是测量浸没光刻机偏振像差的检测仪器,该偏振仪由偏振态产生器和偏振态分析器组成。其组成中的λ/4波片相位延迟量误差及其快轴方位角误差与偏振片透光轴的方位角误差是影响Mueller矩阵成像偏振仪测量精度的主要误差源。通过对本课题组研制的Mueller矩阵成像偏振仪中5个主要误差因素进行标定和补偿,显著提高了其测量精度。利用傅里叶分析法获得各项傅里叶系数,并根据各个误差与傅里叶系数的关系,实现了这些误差的标定,即达到对Mueller矩阵成像偏振仪误差标定的目的。根据标定出的误差大小对Mueller矩阵成像偏振仪进行了补偿。实验结果表明,通过对器件参数误差标定和补偿,Mueller矩阵成像偏振仪的测量精度由0.2015提高到0.1051,提高了47.84%。最后用该Mueller矩阵成像偏振仪对一个物镜系统的偏振像差进行了测量,重复测量精度达到了1.1%。

基于虚拟仪器的斯托克斯参量测试系统

采用旋转波片法搭建了一套偏振态斯托克斯参量自动检测系统,每秒可以处理和显示15个偏振椭圆。该系统采用数据采集卡和LabVIEW软件来组成虚拟仪器,通过数据插值与重采样技术对旋转角度进行精确定位,消除了电机转速不稳定带来的系统误差。根据米勒矩阵得出透射光强随旋转角度的变化方程,并与实时采集的测量数据进行对比拟合,通过傅里叶变换得出曲线方程中的待定系数,给出对应的斯托克斯参量,并计算光波的电场分量及相位差,确定出射光的椭圆偏振消光比、长轴方向与椭圆旋向。还考查了本底噪声对测量结果的影响,比较了旋转波片与旋转检偏器两种测试方法的优缺点。

全场光学相干层析成像系统的研制

研制了一套采用旋转1/2波片无色散移相器进行移相操作的全场光学相干层析成像系统.该移相器能在宽光谱范围内无色散地获得8倍于1/2波片旋转角的移相量,能快速、方便地为各种移相算法提供所需的移相量.移相量实测结果表明:系统获得了8倍旋转角的移相量,提出的移相器结构正确.采用Hariharan移相算法对反射镜样品进行的成像实验表明系统具有较高的移相精度.最后进行的实物样品成像实验,检验了系统的有效性.

用于全场光学相干层析成像的无色散相移器研究

提出了基于旋转λ/2波片无色散相移器的理论模型,和实施该相移器功能的全场光学相干层析成像(Optical coherence tomography,OCT)系统,为实现快速、高分辨光学相干层析成像提供了一种有效方法。该相移器能在宽光谱范围内无色散地获得八倍于λ/2波片旋转角的相移量,避免了利用单色光相移算法提取信号时存在的系统误差。针对修正Carré算法和三步相移算法所要求的不同相移量,在240 nm波长范围内,对相移器的性能进行了数值分析。结果表明,在给定光谱范围内,相移量越大,相移误差的绝对值也越大,幅值比变化范围也越大。用于实施无色散相移器功能的全场光学相干层析成像系统结构,与现有结构相比,具有一些有益的特点。