[实用新型]一种穆勒矩阵测量装置

说明书

本实用新型提供一种穆勒矩阵测量装置，包括：光源、第一分光器、第二分光器、第一检偏器、接收光路、第二检偏器，光源产生多个不同偏振态的入射偏振光，经第一分光器分成两路入射偏振光；其中一路入射偏振光进入第一检偏器进行实时检偏；另一路入射偏振光经入射光路投射在样品上；接收光路接收样品被照射后所散射的出射光后传输至第二检偏器进行实时检偏；其中，光源包括多个用于分别产生不同偏振态的入射偏振光的发光组件、用于控制多个发光组件开关的控制器以及将多个发光组件发出的入射偏振光投射到第一分光器上的投射组件。本实用新型能够快速连续地转换入射偏振光的偏振态，满足对快速变化的样品进行穆勒矩阵测量。

技术领域

本实用新型属于光学测量技术领域，尤其涉及一种穆勒矩阵测量装置。

背景技术

偏振光散射测量技术具有无标记、无损伤、多参数、快速、定量、活体测量且可以对微小颗粒进行表征的优点，现已在器官、组织、细胞等领域上的研究。其基本原理是将一束偏振光照射到样品上，通过探测器接受被照射样品的散射光、透射光或反射光，从而获得偏振光的散射、透射或反射的偏振信息，经过处理提取出微小颗粒的折射率、形态、大小等信息。而穆勒矩阵能全面地反映偏振光与介质之间的相互作用，包含了大量的样品光学信息。因此，快速、准确地测量样品的穆勒矩阵，将能获取更多有用的光学信息，大大地提高对样品的区分和识别能力。

当光束被样品散射时，光束的偏振态发生了变化，即光束的Stokes(斯托克斯)向量S_in经过线性变化得到一个新的Stokes向量S_out，这个变换可以用一个4×4的矩阵来表示，即穆勒矩阵M。从数学上讲，我们可以用公式(1)来描述这个变换过程：

S_out＝M·S_in (1)

公式(1)中三个变量对应的详细参量可用公式(2)表示：

其中，。I表示光强，Q、U和V是偏振分量，Q表示入射光水平与竖直分量的强度差，U表示入射偏振光45度与135度分量的强度差，V表示入射偏振光右旋与左旋分量的强度差。

从公式(1)和(2)可知，若要求解穆勒矩阵的所有阵元，需S_in和S_out都为4×n的矩阵，其中n≥4。即至少要切换入射光偏振态S_in4次，所以穆勒矩阵测量是多次测量的，理论上测量次数越多，求解的穆勒矩阵会越准确。

由于温度、湿度、振动等客观环境因素的存在，不可避免地会使激光器的波动性、起偏器的不稳定性大大增加，从而使得调制的照明偏振光无法达到预设的状态，导致实际偏振测量结果有所偏差。穆勒矩阵与样品的取向角、波长可能有关系，目前可行的穆勒矩阵测量办法是多次测量，其核心是多次切换入射光的偏振态。传统的方法包括旋转波片法，实现给定多次偏振态的设定，但是无法实现快速连续地改变入射光的偏振态，从而无法满足对快速变化的样品进行穆勒矩阵测量的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种穆勒矩阵测量装置，能够快速连续地转换入射偏振光的偏振态，满足对快速变化的样品进行穆勒矩阵测量。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种穆勒矩阵测量装置，包括：

用于产生多个不同偏振态的入射偏振光的光源；

第一分光器，设置在光源的出射光路上，用于将入射偏振光分成两路入射偏振光；

第一检偏器，设置在第一分光器的反射光路上，用于对第一分光器分出的一路入射偏振光进行实时检偏以获取入射偏振光的偏振态；

入射光路，设置在第一分光器的透射光路上，用于将第一分光器分出的一路入射偏振光投射在样品上；