[发明专利]基于磷酸二氘钾调制的线偏振分析器及其偏振测量方法

权利要求书

1.一种基于磷酸二氘钾调制的线偏振分析器，其特征在于：它包括沿同一光轴依次排列的第一KD*P调制器、第二KD*P调制器、1/4波片、检偏器、成像透镜和探测器；探测器将探测获得的光强值输送给计算机进行线偏振Stokes参数的计算；信号发生器对交流高压调制器的运行进行控制，通过交流高压调制器对第一KD*P调制器、第二KD*P调制器的频率、相位实现调制；计算机对同步控制器的运行进行控制，同步控制器对信号发生器和探测器进行同步控制，以使第一、第二KD*P调制器在交流高压调制器作用下的频率、相位调制与探测器的光探测同步完成。

2.如权利要求1所述的基于磷酸二氘钾调制的线偏振分析器，其特征在于：

所述信号发生器借由所述交流高压调制器以倍频关系调制所述第一KD*P调制器和所述第二KD*P调制器，所述第一KD*P调制器、所述第二KD*P调制器的相位延迟以±90°变换进行调制。

3.如权利要求1所述的基于磷酸二氘钾调制的线偏振分析器，其特征在于：

所述1/4波片的相位延迟为90°。

4.如权利要求1所述的基于磷酸二氘钾调制的线偏振分析器，其特征在于：

所述光轴定义为z轴，与z轴垂直的竖直平面为xy平面，在水平面内与z轴垂直的轴线定义为x轴，与x轴垂直的轴线定义为y轴，其中：所述检偏器、所述第二KD*P调制器、所述第一KD*P调制器三者的快轴方位角均处于xy平面内定义的第一象限内，其中，所述检偏器快轴的方位角为0度，所述第一KD*P调制器快轴的方位角是所述第二KD*P调制器快轴的方位角的三倍，所述1/4波片快轴的方位角与所述第一KD*P调制器快轴的方位角相同。

5.如权利要求4所述的基于磷酸二氘钾调制的线偏振分析器，其特征在于：

所述第二KD*P调制器快轴、所述第一KD*P调制器快轴相对于所述检偏器快轴的夹角分别为22.5度、67.5度。

6.如权利要求1所述的基于磷酸二氘钾调制的线偏振分析器，其特征在于：

所述第一KD*P调制器、所述第二KD*P调制器包括z向切割而成的KD*P晶体。

7.如权利要求1所述的基于磷酸二氘钾调制的线偏振分析器，其特征在于：

所述1/4波片为云母或石英，所述检偏器为二向色性起偏器或双折射起偏器，所述探测器为光电二极管或光电倍增管或CCD图像传感器。

8.一种基于权利要求1至7中任一项所述的基于磷酸二氘钾调制的线偏振分析器实现的偏振测量方法，其特征在于，它包括步骤：

1)调整所述第一KD*P调制器、所述第二KD*P调制器、所述1/4波片和所述检偏器的方位角；

2)设定所述交流高压调制器的高电压以及频率输出；

3)设定所述信号发生器调制所述第一KD*P调制器与所述第二KD*P调制器之间的倍频关系，设定以±90°变换调制所述第一KD*P调制器、所述第二KD*P调制器的相位延迟；

3)所述同步控制器同步控制所述信号发生器和所述探测器，实现所述第一KD*P调制器、所述第二KD*P调制器的调制与所述探测器的光信号采集之间的同步；

4)所述探测器基于接收的代表4个线性无关的调制光状态计算出4个光强值，并将4个光强值传送给所述计算机，其中，4个线性无关的调制光状态通过±90°变换调制所述第一KD*P调制器、所述第二KD*P调制器的相位延迟，以及令所述1/4波片的相位延迟为90°来获得，4个光强值分别记为I1、I2、I3、I4；

5)所述计算机通过下式1)-4)计算出线偏振Stokes参数：

I＝(I1+I2+I3+I4)/4 1)

Q＝(I1-I2)/2 2)

U＝(I3-I4)/2 3)

Sin＝[I Q U]T 4)

上式中：Sin为Stokes参数，I为总光强，Q为水平线偏振分量与垂直线偏振分量之差，U为45度线偏振分量与135度线偏振分量之差。