[发明专利]基于偏振相机两次光强采集的全Stokes自标定测量方法

摘要

本发明公开了一种基于偏振相机两次光强采集的全Stokes矢量自标定测量方法，步骤1、根据光强测量方差、检偏器对应的测量矩阵，推导出基于分焦平面偏振相机两次光强测量的全Stokes矢量估计方差与PSA测量矩阵的函数关系，得到4个分量元素的估算方差σ_m²；步骤2、使得最优的两次旋转角应满足相差45度；步骤3、根据最优解，通过旋转波片至0度和45度获取两次光强采集，并根据优化计算得到检偏器PSA对应的测量矩阵W_8×4，通过光强值计算全Stokes矢量，步骤4、根据测量光强值、全Stokes矢量各分量和可旋转波片相位延迟量之间的关系实现波片相位延迟量的自标定。本发明方法操作简单，估计方差小，极大降低了偏振测量系统的成本。

主权项

1.一种基于偏振相机两次光强采集的全Stokes矢量自标定测量方法，其特征在于，该方法具体实现包括以下步骤：/n步骤1、根据光强测量方差、检偏器对应的测量矩阵，推导出基于分焦平面偏振相机两次光强测量的全Stokes矢量估计方差与PSA测量矩阵的函数关系，得到4个分量元素的估算方差σ_m²，表达式为：/n /n其中，σ²为全Stokes矢量估计方差，m为全Stokes矢量的分量元素编号；/n步骤2、使得最优的两次旋转角应满足相差45度；/n步骤3、根据最优解，通过旋转波片至0度和45度获取两次光强采集，并根据优化计算得到检偏器PSA对应的测量矩阵W_8×4，表达式为：/n /n其中，θ₁＝0°，θ₂＝45°分别表示两次波片旋转角度；δ表示波片的相位延迟量；/n通过光强值计算全Stokes矢量，表达式为：/n /n其中，S＝[s₀,s₁,s₂,s₃]表示待测的全Stokes矢量，I₀～I₃表示波片旋转至0度时，四个微偏振片对应获取的光强值，I₄～I₇表示波片旋转至45度时，四个微偏振片对应获取的光强值；/n步骤4、根据测量光强值、全Stokes矢量各分量和可旋转波片相位延迟量之间的关系获得自标定算法的解析表达式为：/n /n其中，δ表示相位延迟量；/n从而实现了波片相位延迟量的自标定。/n