[发明专利]基于透射点衍射式共路数字全息的偏振态参量测量装置与方法

摘要

本发明涉及一种基于透射点衍射式共路数字全息的偏振态参量测量装置与方法。45°线偏振光束经过待测物体、第一透镜、第一非偏振分光棱镜、孔阵列、第二透镜、第二非偏振分光棱镜后形成两束光，分别照射第一平面反射镜和第二平面反射镜上并被反射至第二非偏振分光棱镜，经第二非偏振分光棱镜汇合后再依次经过第二透镜、孔阵列、第一非偏振分光棱镜、第三透镜和偏振分光棱镜，形成两幅分别含有偏振水平分量和垂直分量信息的载波全息图，被图像传感器采集到计算机并计算获得Stokes矩阵参量和Jones矩阵参量。它结构简单紧凑，稳定性好，光能利用率高；且调整方便，也不需任何光栅、反射针孔、角反射镜等特殊光学元件，成本低。

主权项

一种基于透射点衍射式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(1)、45°线偏振调制系统(2)、准直扩束系统(3)，其特征是：该装置还包括第一透镜(5)、第一非偏振分光棱镜(6)、孔阵列(7)、第二透镜(8)、第二非偏振分光棱镜(9)、第一平面反射镜(10)、第二平面反射镜(11)、第三透镜(12)、偏振分光棱镜(13)、图像传感器(14)和计算机(15)；光源(1)发射的光束经过45°线偏振调制系统(2)调制，形成一束线偏振光束，经过准直扩束系统(3)准直扩束后，依次经过待测物体(4)、第一透镜(5)、第一非偏振分光棱镜(6)、孔阵列(7)、第二透镜(8)、第二非偏振分光棱镜(9)后形成两束光，分别照射第一平面反射镜(10)和第二平面反射镜(11)上并被反射至第二非偏振分光棱镜(9)，经第二非偏振分光棱镜(9)汇合后再依次经过第二透镜(8)、孔阵列(7)和第一非偏振分光棱镜(6)后，经第一非偏振分光棱镜(6)反射后，再经过第三透镜(12)和偏振分光棱镜(13)由图像传感器(14)的光接收面接收，图像传感器(14)的图像信号输出端连接计算机(15)；所述的待测物体(4)位于第一透镜(5)的前焦面上；第一透镜(5)、第二透镜(8)和第三透镜(12)构成共轭4f系统；孔阵列(7)位于共轭4f系统的频谱平面上，孔阵列(7)上含有分离的大孔A和针孔B，且大孔A中心位于光轴上，针孔B大小与波长λ在频谱平面产生的艾里斑直径大小d一致，其中d<1.22λf2/D、f2为第二透镜(8)的焦距、D为第二透镜(8)的通光孔径；第一平面反射镜(10)和第二平面反射镜(11)位于第二透镜(8)的共轭后焦平面上，第一平面反射镜(10)在第二非偏振分光棱镜(9)的出射光路上，第二平面反射镜(11)在第二非偏振分光棱镜(9)的反射光路上；偏振分光棱镜(13)按分光面与光轴方向平行放置；图像传感器(14)位于第三透镜(12)的后焦平面上。