[发明专利]一种基于共路数字全息的偏振态参量测量装置与方法

摘要

本发明提供一种基于共路数字全息的偏振态参量测量装置与方法，属于偏振态参量测量领域。本发明包括光源、偏振调制系统、准直扩束系统、第一透镜、非偏振分光棱镜、小孔反射镜、偏振分光棱镜、第一角反射镜、第二角反射镜、第二透镜、图像传感器、计算机。入射光分成参考光和物光后，参考光照射在小孔反射镜上并被反射；物光经过偏振分光棱镜后分成两束偏振态正交的物光，并被第一角反射镜和第二角反射镜反射回偏振分光棱镜合成一束物光；物光和参考光汇合后，调整第一角反射镜和第二角反射镜，可在图像传感器上生成载频方向正交的全息图；分别曝光采集+45°和‑45°线偏振光入射时的全息图，通过计算机获得Stokes矩阵参量和Jones矩阵参量。

主权项

1.一种基于共路数字全息的偏振态参量测量装置，包括波长为λ的光源、偏振调制系统、准直扩束系统、待测物体、第一透镜、非偏振分光棱镜、小孔反射镜、第二透镜、图像传感器和计算机，其特征在于：还包括偏振分光棱镜、第一角反射镜和第二角反射镜，光源发射的光束经偏振态调制系统调制成线偏振光后依次经过准直扩束系统、待测物体、第一透镜和非偏振分光棱镜后形成聚焦的参考光和物光；参考光照射在小孔反射镜上并被反射，物光经过偏振分光棱镜后分成两束偏振态正交的物光，且两束偏振态正交的物光分别照射在第一角反射镜和第二角反射镜上并被反射，再次经过偏振分光棱镜后汇合成一束物光；经过反射的参考光和物光再次经过非偏振分光棱镜汇合成一束后通过第二透镜；调整第一角反射镜和第二角反射镜，使两束偏振态正交的物光与参考光生成的全息图载频方向正交，并用图像传感器采集全息图上传到计算机中；所述小孔反射镜位于第一透镜和第二透镜的共轭焦平面上，且反射面大小与波长λ在傅里叶平面产生的艾里斑直径大小d一致，其中：d<1.22λf/D、f为第一透镜的焦距、D为图像传感器的视场宽度；第一角反射镜和第二角反射镜位于第一透镜和第二透镜的共轭焦平面上，且满足第一角反射镜调整物光在水平方向与光轴成θa角、第二角反射镜调整物光在垂直方向与光轴成θb角；或满足第一角反射镜调整物光在垂直方向与光轴成θa角、第二角反射镜调整物光在水平方向与光轴成θb角。