[发明专利]一种穆勒矩阵检测装置的校准方法

说明书

本发明公开了一种穆勒矩阵检测装置的校准方法，包括以下步骤：S1建立入射光分别倾斜射入至穆勒矩阵检测装置的第一波片和第二波片表面时的相位延迟扰动理论模型，以建立光强值与误差项的关系模型；S2用所述穆勒矩阵检测装置测量标准样品的光强值I；S3将步骤S2获得的所述标准样品的光强值I和已知的所述标准样品的穆勒矩阵式Msam_ple代入方程组；S4通过数值校准法求解光强值与误差项的关系模型中的所有误差x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆、x₇、x₈和x₉的值；S5根据步骤S4求解得出的所有误差的值，对所述穆勒矩阵检测装置原仪器矩阵F进行校准，重新建构校准仪器矩阵F’。本发明的校准方法具有操作简单，方便可靠，测量速度快，精度高等特点。

技术领域

本发明涉及偏振成像技术领域，尤其是一种穆勒矩阵检测装置的校准方法。

背景技术

偏振成像是一种非标记，无损伤，亚波长分辨率的快速检测技术，它与非偏振光学成像技术在硬件上兼容，只需添加起偏模块和检偏模块便可实现偏振测量。并且偏振成像技术能提供比非偏振成像更加丰富的样品微观结构信息，因此广泛应用于生物医学诊断，材料表征，军事目标识别等各个领域。偏振光学中往往使用穆勒矩阵描述光与物质相互作用的变换过程，穆勒矩阵能完备地表征样品所有偏振信息，如二向色性，相位延迟，退偏等。穆勒矩阵测量因此受到越来越多的关注。

现有的穆勒矩阵检测装置包括依次排列在一条光路上的一光源、准直透镜、第一偏振片、第一波片、样品固定器、会聚透镜、第二波片、第二偏振片和探测器CCD(电荷耦合器件)。其中，第一偏振片和第一波片构成起偏器，第二波片和第二偏振片构成检偏器；第一波片和第二波片均为四分之一波片，并分别设置于第一电位移平台和第二电位移平台上；第一电位移平台与第一伺服电机电路连接，第二电位移平台与第二伺服电机电路连接；在第一伺服电机和第二伺服电机对第一电位移平台和第二电位移平台的驱动下，第一波片和第二波片均可以光路为轴心旋转。可旋转的第一波片和第二波片作为穆勒矩阵检测装置中必要的偏振态调制光学元件，两波片的准确性严重影响测量系统的精度。波片的光学特性，如相位延迟，对波长、温度、湿度、入射角度十分敏感。波片由于安装不当，加工过程缺陷或者实际光路中锥形光束的近似准直，都将导致入射光无法垂直入射到其表面，这些情况统称为光的倾斜入射。

然而，现有的校准方法，如Chipman解析校准法，在校准过程中没有考虑入射光斜入到穆勒矩阵检测装置带来的误差影响，因此无法满足具有一定入射角度时，对各向异性样品进行准确测量及特性表征。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的不足，提供一种穆勒矩阵检测装置的校准方法，消除因入射光斜入射至波片表面而引入的系统误差，从而提高穆勒矩阵检测装置的测量精度。

本发明的目的是通过以下技术方实现的：

所述穆勒矩阵检测装置校准方法包括以下步骤：

S1：建立入射光分别倾斜射至所述第一波片和所述第二波片表面时的相位延迟扰动理论模型，以建立光强值与误差项的关系模型，其中，

建立相位延迟扰动理论模型为：

δ＝δ₀+acos2θ

其中，δ₀为固有的相位延迟量，acos2θ为光斜入射至所述第一波片或所述第二波片导致的相位延迟扰动，a为常数，θ为入射光在波片平面的投影与快轴方向夹角；