[发明专利]基于彩色CCD的三波长Stokes矢量偏振测量方法

权利要求书

1.一种基于彩色CCD的三波长Stokes矢量偏振测量方法，用于同步测量三个波长下Stokes矢量的值，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、由偏振片和四分之一波片构成的偏振分析器，其Mueller矩阵M表示为：

M＝M_PM_R

MP=121cos2θPsin2θP0cos2θPcos22θPsin2θPcos2θP0sin2θPsin2θPcos2θPsin22θP00000]]>

MR=10000cos22θR+sin22θRcosαsin2θRcos2θR(1-cosα)-sin2θRsinα0sin2θRcos2θR(1-cosα)sin22θR+cos22θRcosαcos2θRsinα0sin2θRsinα-cos2θRsinαcosα]]>

式中，M_P为与水平相夹角度为θ_P的偏振片的Mueller矩阵；M_R为相位延迟量为α、其快轴方向与水平相夹角度为θ_R的波片的Mueller矩阵；取其第一行行矩阵并设其为T¹，当偏振片与四分之一波片处于四种不同状态时，获得四个不同的行矩阵求出三个波长下相应的测量矩阵W：

W=T11T21T31T41]]>

利用彩色CCD相机采集偏振分析器四个不同状态下的下的四幅RGB三维彩色图像；

步骤二、将采集得到的彩色图像的光强信息进行图像分解和处理，获得彩色光强信息在R、G、B三个独立色彩空间下各自的单色光光强；

步骤三、利用已知的彩色CCD相机RGB三通道下的量子转换效率光谱曲线对单色光光强进行修正，光强修正系数矩阵K为：

K=0.00610.01420.26780.04970.30100.00810.23300.04770]]>

其转置矩阵K^T为：

KT=0.0213-0.70494.4416-0.10413.4431-0.73173.7392-0.1665-0.0624;]]>

进而得到CCD相机入射光在三个不同波长下的真实光强；实际入射光对应的光强矩阵I：

I＝K^TI_s

I_s为彩色CCD相机在PSA处于四种不同偏振状态下直接获得的光强矩阵；

步骤四、根据修正后单色光光强矩阵I以及每个波长下的测量矩阵W，分别测得三波长光照射下，物体对应于每一波长下的Stokes参量，具体包括以下计算：

求解矩阵I，并分离其行矩阵即可将获得在每一波长下的光强矩阵

Iλ=[i1λ,i2λ,i3λ,i4λ]T]]>

i₁,i₂,i₃,i₄为偏振分析器四种不同偏振状态下的光强；

每一波长下的Stokes矢量S_λ表示为：

S_λ＝W_λ^-1I_λ

其中λ＝450nm,532nm,633nm，W_λ^-1其为每一波长下的测量矩阵W的转置矩阵。