四分束全Stokes同时偏振成像系统波片快轴装调误差分析及优化仪器,测量与计量
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所
2 安徽光学精密机械研究所
3 中国科学院合肥物质科学研究院
摘要:分焦平面偏振成像系统具有高实时性、高稳定性、小型化等优点,但空间失调会引入虚假偏振,且微偏振片阵列制造难度大。四分束全Stokes同时偏振成像系统没有时间和空间的失调,具有实时性好、空间分辨率高、精度高、制造难度低等优点,具有很高的应用价值。四分束全Stokes同时偏振成像系统利用偏振分束器、1/2波片和1/4波片将入射光Stokes矢量调制在4幅强度图像中,可解析入射光Stokes矢量,1/2波片和1/4波片快轴装调误差直接影响Stokes矢量测量精度。建立了包含上述两种装调误差的Stokes矢量测量误差方程。分析了波片快轴装调误差对自然光、0°/45°线偏光、左旋圆偏光等七种典型基态入射光的Stokes矢量测量精度的影响,推导了任意入射光Stokes矢量测量误差的表征方法。在邦加球球面和球内选取不同偏振度的Stokes矢量作为入射光,仿真结果表明偏振度越大偏振测量误差越大,选取入射光偏振度为1时的偏振测量精度评估系统。提出一种波片快轴装调误差优化方法,测量矩阵的条件数小于1.84时,选取分束比0.772/0.228可使波片快轴装调误差对系统偏振测量精度的影响最小。为满足2%的偏振测量精度,1/2波片快轴装调误差应在±0.15°内,1/4波片快轴装调误差应在±0.52°内。
殷玉龙, 孙晓兵, 宋茂新, 陈卫. 四分束全Stokes同时偏振成像系统波片快轴装调误差分析及优化[J]. 光学学报, 2019, 39(01): 2.
DOI:10.3788/aos201939.01仪器,测量与计量02