【技术实现步骤摘要】
一种多功能Stokes-Mueller矩阵成像偏振仪的标定方法
本专利技术属于偏振像差检测
，尤其涉及一种多功能Stokes-Mueller矩阵成像偏振仪的标定方法。
技术介绍
Mueller矩阵成像偏振仪已广泛应用于光电子器件、量子光学、光通讯及生物医药科技等新型领域中。随着这些新型领域中样品测量尺寸越来越小以及测量结构装置越来越复杂，对Mueller矩阵成像偏振仪的精度要求也越来越高。而实现Mueller矩阵成像偏振仪高精度测量的关键在于如何对系统进行精确标定。传统的Mueller矩阵偏振仪主要由偏振态产生器和偏振态分析器组成。通过调制偏振态产生器与偏振态分析器完成对样品偏振像差的测量。为了提高偏振像差的测量精度，需要对Mueller矩阵偏振仪进行标定。Mueller矩阵偏振仪的标定方法主要有傅里叶分析法、极大似然法和本征值标定法。其中，傅里叶分析法只考虑了Mueller矩阵偏振仪中5个主要误差源：偏振态产生器中1/4波片相位延迟量误差及其快轴方位角误差，偏振态分析器中1/4波片相位延迟量误差及其快轴方位角误差与偏振片透光轴的方位角误差，并没有考虑1/4波片和偏振片的透过率误差等其他误差，使得标定结果不精确；极大似然法和本征值标定法都需要用到至少2个标定样品，并且需要对每种标定样品进行至少16次测量，其中，极大似然法为了能够采用极大似然法进行数据处理，将偏振态产生器和偏振态分析器的仪器矩阵分别进行了参数化处理，在处理过程中有一些不合理性；现在主流的标定法为本征值标定法，通过标定偏振态产生器的仪器矩阵...
【技术保护点】
1.一种多功能Stokes-Mueller矩阵成像偏振仪的标定方法，其特征在于，/n在样品台上放置标准平面反射镜，其Mueller矩阵为M
【技术特征摘要】
1.一种多功能Stokes-Mueller矩阵成像偏振仪的标定方法，其特征在于，
在样品台上放置标准平面反射镜，其Mueller矩阵为MR；采用一次本征值标定法对反射系统进行标定，获得PSG的仪器矩阵GTR以及PSA的仪器矩阵ATR，完成标定；其中，GTR为光束第一次通过物镜时物镜的Mueller矩阵ML1f、光束第一次通过分束镜时分束镜的Mueller矩阵Bsf和PSG的Mueller矩阵GR的乘积；ATR为PSA的Mueller矩阵AR、光束第二次通过分束镜时分束镜的Mueller矩阵Bsb和光束第二次通过物镜时物镜的Mueller矩阵ML1b的乘积；
获得GTR和ATR具体步骤如下：
步骤301，不加任何标定样品，获得探测器探测的光强矩阵I10：
I10＝AR·Bsb·ML1b·MR·ML1f·Bsf·GR(5)
步骤302，依次将标定样品Sn，其中n＝1,2,3，放置在物镜和标准平面反射镜之间，获得对应的探测器探测的光强矩阵I1n：
I1n＝AR·Bsb·ML1b·Mrbn·MR·Mrfn·ML1f·Bsf·GR(6)
其中，S1代表透光轴方向为水平方向的偏振片，S2代表透光轴方向为垂直方向的偏振片，S3代表快轴方位角为30快的四分之一波片；Mrbn为光束第二次通过标定样品Sn时标定样品Sn的Mueller矩阵，Mrfn为光束第一次通过标定样品Sn时标定样品Sn的Mueller矩阵；
步骤303，利用I10和I1n构建矩阵C1n：
对式(7)进行计算求得GTR：
GTR＝ML1f·Bsf·GR(9)
然后再根据式(5)求得ATR：
ATR＝AR·Bsb·ML1b＝I10·GTR-1·MR-1。(10)
2.如权利要求1所述的多功能Stokes-Mueller矩阵成像偏振仪的标定方法，其特征在于，还包括对透射系统进行标定的步骤，具体如下：
移除标准平面反射镜，将标定样品Sn放置在聚光镜和物镜之间的样品台上，采用一次本征值标定法对透射系统进行标定，获得PSG当前的仪器矩阵GTT以及PSA当前的仪器矩阵ATT，完成标定；其中，GTT为聚光镜的Mueller矩阵和PSG的Mueller矩阵的乘积；ATT为PSA的Mueller矩阵和物镜的Mueller矩阵的乘积。
3.如权利要求1所述的多功能Stokes-Mueller矩阵成像偏振仪的标定方法，其特征在于，还包括对透射系统进行标定的步骤，具体如下：
移除标准平面反射镜，采用分步本征值标定法对透射系统进行标定，具体步骤为：
步骤201，将标定样品Sn放置在PSG和聚光镜之间时，运用一次本征值标定法获得当前PSG的仪器矩阵G1T和当前PSA的仪器矩阵A1T：
G1T＝GT,A1T＝AT·ML1·ML2(1)
其中，GT为PSG的Mueller矩阵，AT为PSA的Mueller矩阵，ML1为物镜的Mueller矩阵，ML2为聚光镜的Mueller矩阵；
步骤202，将标定样品Sn放置在PSA和物镜之间时，运用一次本征值标定法获得当前PSG的仪器矩阵G2T和当前PSA的仪器矩阵A2T：
A2T＝AT,G2T＝ML1·ML2·GT(2)
步骤203，将标定样品Sn放置在聚光镜和物镜之间时，运用一次本征值标定法获得当前PSG的仪器矩阵G3T和当前PSA的仪器矩阵A3T：
A3T＝AT·ML1,G3T＝ML2·GT(3)
对式(3)进行变换如下式：
ML1＝AT-1·A3T,ML2＝G3T·GT(4)
将式(1)和式(2)中获得的AT和GT带入到(4)中，获得ML1和ML2，完成透射系统中的GT、AT、ML1和ML2标定。
4.一种多功能Stokes-Mueller矩阵成像偏振仪的标定方法，其特征在于，采用分步本征值标定法对反射系统进行标定，具体步骤为：
步骤401，在样品台上放置标准平面反射镜，其Mueller矩阵为MR；
移除系统中的物镜，将标定样品Sn放置在PSG和分束镜之间，采用一次本征值标定法获得当前PSG的仪器矩阵G1R和当前PSA的仪器矩阵A1R：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：李艳秋，李建慧，周国栋，王嘉智，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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