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基于偏振-模式-频率映射的层析偏振分析仪

发布时间: 2017-09-06 11:34:53   作者:本站编辑   来源: 武汉光电国家实验室   浏览次数:
        空间偏振态的变化是很多领域的一个重要指标,比如光学生物检测、材料表征等。通常的偏振测量可以通过将信号在空间上或者时间上分束来实现。很多分空间的偏振计都是将光分束成多路,然后将它们同时注射到不同的空间域或者谱域偏振分析器件。然而这些方法需要多个偏振元件和探测器阵列。对于分时间的偏振计,由于有限的采样点和机械不稳定性,这种时间序列方法很容易导致大误差测量。总的来说,这两类偏振分析仪需要多步测量或者是多个探测器,每步测量只能测量其中一个矢量分量。
        武汉光电国家实验室光电子器件与集成功能实验室张新亮教授、董建绩教授和博士周海龙等人提出了一个基于偏振-模式-频率映射的层析偏振分析仪。如图所示,未知偏振态的两个圆偏振分量可以被一个q-plate转换成两个空间模式,紧接着,这两个模式可以被一个时变的空间调制映射到两个拍频信号上。最终,通过从探测器接收到的时间信号层析重构出入射偏振态。时变的空间调制即可以通过一个可编程的器件,也可以通过一个自旋物体来实现。对比于传统的方案,我们的方案可以直接高精度的测量到光束的琼斯矩阵。由于高容量的时间采样率,我们的偏振分析仪可以抵抗系统误差和随机误差,提供一个高精度的偏振测量方法。
        2017年6月26日,美国光学学会(OSA)旗下期刊《光学快报》(Optics Express)上在线刊发了该研究成果[1]。该研究成果获得了国家自然科学基金(Grant No. 61622502和61475052)的支持,发表的文章全文链接为:
http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=oe-25-13-14023
[1]     Zhou H., Liu M., Dong J., et al. Tomographic polarization analyzer by polarization-mode-frequency mapping. Optics Express, 2017, 25 (13): 14023-14032.
图. (a) 偏振分析仪原理图. (b) 随时间变化的相位图案
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