一种穆勒矩阵测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种穆勒矩阵测量装置，包括：光源、第一分光器、第二分光器、第一检偏器、接收光路、第二检偏器，光源产生多个不同偏振态的入射偏振光，经第一分光器分成两路入射偏振光；其中一路入射偏振光进入第一检偏器进行实时检偏；另一路入射偏振光经入射光路投射在样品上；接收光路接收样品被照射后所散射的出射光后传输至第二检偏器进行实时检偏；其中，光源包括多个用于分别产生不同偏振态的入射偏振光的发光组件、用于控制多个发光组件开关的控制器以及将多个发光组件发出的入射偏振光投射到第一分光器上的投射组件。本实用新型专利技术能够快速连续地转换入射偏振光的偏振态，满足对快速变化的样品进行穆勒矩阵测量。对快速变化的样品进行穆勒矩阵测量。对快速变化的样品进行穆勒矩阵测量。

【技术实现步骤摘要】
一种穆勒矩阵测量装置


[0001]本技术属于光学测量
，尤其涉及一种穆勒矩阵测量装置。

技术介绍

[0002]偏振光散射测量技术具有无标记、无损伤、多参数、快速、定量、活体测量且可以对微小颗粒进行表征的优点，现已在器官、组织、细胞等领域上的研究。其基本原理是将一束偏振光照射到样品上，通过探测器接受被照射样品的散射光、透射光或反射光，从而获得偏振光的散射、透射或反射的偏振信息，经过处理提取出微小颗粒的折射率、形态、大小等信息。而穆勒矩阵能全面地反映偏振光与介质之间的相互作用，包含了大量的样品光学信息。因此，快速、准确地测量样品的穆勒矩阵，将能获取更多有用的光学信息，大大地提高对样品的区分和识别能力。
[0003]当光束被样品散射时，光束的偏振态发生了变化，即光束的Stokes(斯托克斯)向量S
in
经过线性变化得到一个新的Stokes向量S
out
，这个变换可以用一个4
×
4的矩阵来表示，即穆勒矩阵M。从数学上讲，我们可以用公式(1)来描述这个变换过程：
[0004]S
out
＝M
·
S
in
ꢀꢀꢀ
(1)
[0005]公式(1)中三个变量对应的详细参量可用公式(2)表示：
[0006][0007]其中，。I表示光强，Q、U和V是偏振分量，Q表示入射光水平与竖直分量的强度差，U表示入射偏振光45度与135度分量的强度差，V表示入射偏振光右旋与左旋分量的强度差。
>[0008]从公式(1)和(2)可知，若要求解穆勒矩阵的所有阵元，需S
in
和S
out
都为4
×
n的矩阵，其中n≥4。即至少要切换入射光偏振态S
in
4次，所以穆勒矩阵测量是多次测量的，理论上测量次数越多，求解的穆勒矩阵会越准确。
[0009]由于温度、湿度、振动等客观环境因素的存在，不可避免地会使激光器的波动性、起偏器的不稳定性大大增加，从而使得调制的照明偏振光无法达到预设的状态，导致实际偏振测量结果有所偏差。穆勒矩阵与样品的取向角、波长可能有关系，目前可行的穆勒矩阵测量办法是多次测量，其核心是多次切换入射光的偏振态。传统的方法包括旋转波片法，实现给定多次偏振态的设定，但是无法实现快速连续地改变入射光的偏振态，从而无法满足对快速变化的样品进行穆勒矩阵测量的要求。

技术实现思路

[0010]本技术的目的在于提供一种穆勒矩阵测量装置，能够快速连续地转换入射偏振光的偏振态，满足对快速变化的样品进行穆勒矩阵测量。
[0011]本技术是通过以下技术方案实现的：
[0012]一种穆勒矩阵测量装置，包括：
[0013]用于产生多个不同偏振态的入射偏振光的光源；
[0014]第一分光器，设置在光源的出射光路上，用于将入射偏振光分成两路入射偏振光；
[0015]第一检偏器，设置在第一分光器的反射光路上，用于对第一分光器分出的一路入射偏振光进行实时检偏以获取入射偏振光的偏振态；
[0016]入射光路，设置在第一分光器的透射光路上，用于将第一分光器分出的一路入射偏振光投射在样品上；
[0017]接收光路，设置在入射光路一侧，且与入射光路之间形成夹角，用于接收样品被照射后所散射的出射光；
[0018]第二检偏器，设置在接收光路远离样品的一侧，用于对接收光路接收的出射光进行实时检偏以获取出射光的偏振态；
[0019]其中，光源包括多个用于分别产生不同偏振态的入射偏振光的发光组件、与多个发光组件连接并用于控制多个发光组件开关的控制器以及设置在多个发光组件的出射光路上并将多个发光组件发出的入射偏振光投射到第一分光器上的投射组件。
[0020]进一步地，发光组件包括与控制器连接的激光器和设置在激光器的出射光路上的第一偏振片。
[0021]进一步地，投射组件包括多个依次设置的第二分光器，多个发光组件中的一个发光组件设置在投射组件一侧，并设置在第二分光器的透射光路上，其余发光组件与多个第二分光器一一对应，并分别设置在对应的第二分光器的反射光路上。
[0022]进一步地，发光组件的数量为六个。
[0023]进一步地，还包括微流控芯片，微流控芯片内设有芯片入口通道、第一芯片出口通道和若干第二芯片出口通道，第一芯片出口通道与芯片入口通道之间连接有单细胞通道，单细胞通道设置在入射光路的出射光路上，若干第二芯片出口通道分别与芯片入口通道连接。
[0024]进一步地，第二芯片出口通道的数量为两个，第一芯片出口通道设置在两个第二芯片出口通道之间。
[0025]进一步地，入射光路包括用于将入射偏振光汇聚的第一凸透镜。
[0026]进一步地，接收光路包括依次设置的第二凸透镜、光阑和第三凸透镜。
[0027]相比于现有技术，本技术的有益效果为：(1)通过控制器控制多个发光组件开关，实现快速的转换入射偏振光的偏振态，满足对快速变化的样品进行穆勒矩阵测量的要求，实现对样品的穆勒矩阵测量；(2)可以在使用前对多个发光组件进行校准，从而使得多个发光组件发出的多个不同偏振态的入射偏振光的光强一致，尽可能减少光漂移和传输过程中由于损耗导致多个不同偏振态的入射偏振光的光强不一致的影响；(3)利用第一分光器将入射偏振光分成两路，实现对入射偏振光的偏振态的实时连续监控，实时跟踪入射偏振光的偏振态的变化，包括照明强度和偏振分量变化，利用实时监控的偏振态进行穆勒矩阵计算，进一步有效地减少了环境原因导致的测量误差，从而达到准确地对变化样品进行穆勒矩阵测量。
附图说明
[0028]图1为本技术穆勒矩阵测量装置的结构示意图；
[0029]图2为本技术穆勒矩阵测量装置中微流控芯片的结构示意图。
[0030]图中，1
‑
光源，11
‑
激光器，12
‑
第一偏振片，13
‑
第二分光器，2
‑
第一分光器，3
‑
第一检偏器，4
‑
入射光路，5
‑
接收光路，51
‑
第二凸透镜，52
‑
光阑，53
‑
第三凸透镜，6
‑
第二检偏器，7
‑
微流控芯片，71
‑
芯片入口通道，72
‑
第一芯片出口通道，73
‑
第二芯片出口通道，74
‑
单细胞通道，8
‑
样品。
具体实施方式
[0031]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种穆勒矩阵测量装置，其特征在于，包括：用于产生多个不同偏振态的入射偏振光的光源；第一分光器，设置在所述光源的出射光路上，用于将入射偏振光分成两路入射偏振光；第一检偏器，设置在所述第一分光器的反射光路上，用于对所述第一分光器分出的一路入射偏振光进行实时检偏以获取入射偏振光的偏振态；入射光路，设置在所述第一分光器的透射光路上，用于将所述第一分光器分出的一路入射偏振光投射在样品上；接收光路，设置在所述入射光路一侧，且与所述入射光路之间形成夹角，用于接收样品被照射后所散射的出射光；第二检偏器，设置在所述接收光路远离样品的一侧，用于对所述接收光路接收的出射光进行实时检偏以获取出射光的偏振态；其中，所述光源包括多个用于分别产生不同偏振态的入射偏振光的发光组件、与多个发光组件连接并用于控制多个发光组件开关的控制器以及设置在多个发光组件的出射光路上并将多个发光组件发出的入射偏振光投射到第一分光器上的投射组件。2.根据权利要求1所述的穆勒矩阵测量装置，其特征在于，所述发光组件包括与控制器连接的激光器和设置在激光器的出射光路上的第一偏振片。3.根据权利要求1所述的穆勒矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泓毅，麦浩基，杨尚潘，刘碧旺，孙培韬，黄庄钒，黄鸿衡，吴南寿，曾亚光，钟俊平，韩定安，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：新型
国别省市：