[发明专利]一种用于测量空间光偏振态的方法、自动测量系统与自动测量方法

权利要求书

1.一种用于测量空间光偏振态的方法，基于偏振分析仪、与偏振分析仪相连的探头以及一个用于固定探头的微调架，其特征在于，进行测量的操作步骤包括：

第一步：将探头初步对准被测光束的光轴；

第二步：观察连接所述探头的偏振分析仪所显示的偏振态；如果是线偏振态，则执行第三步；如果是圆偏振态或椭圆偏振态，则执行第四步；

第三步：调节微调架，使探头接收到的光功率达到最大，然后观察偏振分析仪，判断此时的偏振类别，如果仍然是线偏振光，表明被测空间光的真实偏振态是线偏振态，其方位角即为此时偏振分析仪显示的方位角φ；如果偏振分析仪所示的形状是椭圆偏振光或圆偏振光，则执行第四步；

第四步：调节所述微调架，使偏振分析仪显示的椭圆度χ达到最大值χ_max，记录下这个值，然后执行第五步；

第五步：调节所述微调架，即时记录当前的椭圆度χ和当前斯托克斯参数s₁中的值，直到满足等式为止；此时的椭圆度χ和斯托克斯参数中的s₁即为当前空间光的偏振态的真实值。

2.如权利要求1所述的一种用于测量空间光偏振态的方法，其特征在于，第一步中，前后移动探头，观察偏振分析仪显示的功率，显示出接收到功率时，认为探头已初步对准被测光束的光轴。

3.如权利要求1所述的一种用于测量空间光偏振态的方法，其特征在于，第一步所述令探头对准光轴的操作，具体地通过沿着光束的光轴前后移动一张光斑位置显示卡实现；对于可见光，所述光斑位置显示卡是一张普通浅色卡片；对于不可见光，所述光斑位置显示卡用于将不可见光反射为可见光。

4.如权利要求1所述的一种用于测量空间光偏振态的方法，其特征在于，第五步所述记录当前斯托克斯参数的s₁值的方法为：先读取偏振分析仪显示的当前偏振椭圆的椭圆度χ和方位角φ，然后通过公式s₁＝cos2χcos2φ计算得到。

5.如权利要求1所述的一种用于测量空间光偏振态的方法，其特征在于，第五步所述记录当前斯托克斯参数的s₁值的方法为：将偏振分析仪显示的庞加莱球调整到赤道面上，从赤道面上直接读取。

6.一种应用权利要求1所述一种用于测量空间光偏振态的方法的自动测量系统，其特征在于，所述自动测量系统包括探头、控制模块和电动微调架；

所述控制模块包括存储模块、计算模块和驱动模块；

所述探头、控制模块、电动微调架依次连接；所述电动微调架用于固定探头，并根据控制模块的反馈改变探头的位置和角度；

所述自动测量系统由探头测得被测光的参数，然后将所述参数存至存储单元，所述参数包括椭圆度、方位角、斯托克斯参数、功率和最大椭圆度；存储单元将所述参数传至计算模块，所述计算模块经过计算得到偏差，将所述偏差传至驱动模块，驱动所述电动微调架，改变探头位置；多次反馈，最终测得表征实际偏振态的被测光的参数。

7.如权利要求6所述的一种自动测量系统，其特征在于，所述探头和存储模块来自一台偏振分析仪。