偏振态检测方法和偏振态检测系统技术方案

本申请涉及电磁波领域，具体提供了一种偏振态检测方法和装置，该方法利用偏振态检测器件进行检测，该方法包括：将待检测波束输入偏振态检测器件，得到正交的第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束；利用偏振片获取第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束干涉图样中干涉减弱区域或干涉增强区域对应的方位角，根据方位角确定第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束的相位差；利用偏振片分别获取第一贝塞尔波束的第一振幅和第二贝塞尔波束的第二振幅，根据第一振幅和第二振幅得到振幅比；根据相位差和振幅比计算出待检测波的偏振态。通过该偏振态检测方法，能够简化太赫兹与毫米波的偏振态检测过程，促进了检测设备小型化和集成化。了检测设备小型化和集成化。了检测设备小型化和集成化。

【技术实现步骤摘要】
偏振态检测方法和偏振态检测系统


[0001]本申请涉及电磁波领域，尤其涉及一种偏振态检测方法和偏振态检测系统。

技术介绍

[0002]目前，波的偏振态的相关研究可以应用于探测、通信和传感等领域。传统的偏振态检测方法分为两大类，一类是单光路测量法，通过旋转光学组件(如偏振器和波片)或者引入电光调制晶体以完成一系列偏振态测量，另一类是多光路测量法，利用分束元件将入射光束分为多个光路并使用多个偏振器和检测器来进行平行测量或者通过干涉探测检测偏振态。传统的偏振检测方法的光学系统复杂，光路长，若用于检测太赫兹与毫米波，那么太赫兹与毫米波在传播过程中会因为分子吸收而导致严重的信号衰减，进而影响太赫兹与毫米波的偏振态检测的准确性，也不利于太赫兹与毫米波的偏振检测系统的小型化。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种偏振态检测方法和偏振态检测系统，旨在实现太赫兹与毫米波的偏振态检测器件的小型化，简化偏振态检测的步骤，提高偏振态检测的准确性。
[0004]第一方面，本申请提供了一种偏振态检测方法，该偏振态检测方法利用偏振态检测器件进行检测，偏振态检测器件包括：具有预设厚度的金属本体和设置在金属本体上多个矩孔单元形成的波导阵列，单个矩孔单元用于实现两个正交极化波束的控制，该方法包括：将待检测波束输入偏振态检测器件，得到正交的第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束；利用偏振片获取第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束干涉图样中干涉减弱区域或干涉增强区域对应的方位角，根据方位角确定第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束的相位差；利用偏振片分别获取第一贝塞尔波束的第一振幅和第二贝塞尔波束的第二振幅，根据第一振幅和第二振幅得到振幅比；根据相位差和振幅比计算出待检测波的偏振态。
[0005]第二方面，本申请还提供了一种偏振态检测系统，该偏振态检测系统包括：偏振态检测器件、偏振片、检测仪和检测装置；偏振态检测器件具有预设厚度的金属本体和设置在金属本体上多个矩孔单元形成的波导阵列，单个矩孔单元用于实现两个正交极化波束的控制，偏振态检测器件用于将待检测波束转化为正交的第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束；检测仪用于获取第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束的干涉图样，干涉图样包括干涉减弱区域和干涉增强区域；检测仪还用于获取第一贝塞尔波束的第一振幅和第二贝塞尔波束的第二振幅；检测装置根据干涉图样的干涉减弱区域或干涉增强区域计算对应的方位角，并根据方位角计算第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束的相位差，检测装置还用于根据相位差、第一振幅和第二振幅计算出待检测波的偏振态。
[0006]本申请公开了一种偏振态检测方法，该偏振态检测方法利用偏振态检测器件进行检测，偏振态检测器件包括：具有预设厚度的金属本体和设置在金属本体上多个矩孔单元形成的波导阵列，单个矩孔单元用于实现两个正交极化波束的控制，该偏振态检测方法至少包括如下步骤：将待检测波束输入偏振态检测器件，得到正交的第一贝塞尔波束和第二
贝塞尔波束；利用偏振片获取第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束干涉图样中干涉减弱区域或干涉增强区域对应的方位角，根据方位角确定第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束的相位差；利用偏振片分别获取第一贝塞尔波束的第一振幅和第二贝塞尔波束的第二振幅，根据第一振幅和第二振幅得到振幅比；根据相位差和振幅比计算出待检测波的偏振态。通过本申请提出的偏振态检测方法，通过小型化的偏振态检测器件将待检测波束正交的第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束，由于两个正交偏振波的相位差与干涉减弱区域或干涉增强区域对应的方位角有直接对应关系，通过测量方位角实现了对相位差的实时测量，再结合第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束的振幅比，实现了对待检测波束的偏振态的测量。这样，能够简化太赫兹与毫米波的偏振态检测过程的步骤，无需搭建复杂庞大的检测系统，促进了检测器件的小型化。
附图说明：
[0007]为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0008]图1是本申请的实施例提供的一种偏振态检测方法的示意流程图；
[0009]图2是本申请的实施例提供的一种生成贝塞尔波束的示意图；
[0010]图3是本申请的实施例提供的一种干涉图样；
[0011]图4是本申请的实施例提供的一种第一关系表；
[0012]图5是本申请的实施例提供的一种第二关系表；
[0013]图6是本申请的实施例提供的一种产生贝塞尔波束的示意图；
[0014]图7是本申请的实施例提供的一种贝塞尔波束的在yz截面上x偏振波的光强分布图；
[0015]图8是本申请的实施例提供的一种贝塞尔波束的在yz截面上y偏振波的光强分布图；
[0016]图9是本申请的实施例提供的一种xy截面上x偏振波的光强分布图；
[0017]图10是本申请的实施例提供的一种xy横截面上y偏振波的光强分布图；
[0018]图11是本申请的实施例提供的一种仿真实验的干涉图样；
[0019]图12是本申请的实施例提供的一种实物实验的干涉图样；
[0020]图13是本申请的实施例提供的一种仿真实验的干涉图样；
[0021]图14是本申请的实施例提供的一种实物实验的干涉图样；
[0022]图15是本申请的实施例提供的一种偏振态检测系统的结构示意图。
[0023]主要部件标号及说明：
[0024]100、偏振态检测系统；11、偏振态检测；12、偏振片；13、检测仪；14、检测装置；15、准直透镜。
具体实施方式
[0025]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申
请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0027]还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0028]附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
[0029]在本申请中，太赫兹与毫米波：指频率在0.03THz～10THz(波长在10mm～30μm)之间的电磁波。
[0030]为了实现太赫兹与毫米波的偏振态检测器件的小型化，以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏振态检测方法，其特征在于，所述偏振态检测方法利用偏振态检测器件进行检测，所述偏振态检测器件包括：具有预设厚度的金属本体和设置在所述金属本体上多个矩孔单元形成的波导阵列，单个矩孔单元用于实现两个正交极化波束的控制，所述方法包括：将待检测波束输入所述偏振态检测器件，得到正交的第一贝塞尔波束和第二贝塞尔波束；利用偏振片获取所述第一贝塞尔波束和所述第二贝塞尔波束的干涉图样中干涉减弱区域或干涉增强区域对应的方位角，根据所述方位角确定所述第一贝塞尔波束和所述第二贝塞尔波束的相位差；利用偏振片分别获取所述第一贝塞尔波束的第一振幅和所述第二贝塞尔波束的第二振幅，根据所述第一振幅和所述第二振幅得到振幅比；根据所述相位差和所述振幅比计算出所述待检测波的偏振态。2.如权利要求1所述的偏振态检测方法，其特征在于，所述利用偏振片获取所述第一贝塞尔波束和所述第二贝塞尔波束的干涉图样中干涉减弱区域或干涉增强区域对应的方位角，包括：获取所述第一贝塞尔波束和所述第二贝塞尔波束通过预设偏振角度的偏振片后得到的干涉图样，获取所述干涉图样中干涉减弱区域或干涉增强区域对应的方位角；其中，所述偏振角度为与所述第一贝塞尔波束的偏振的夹角。3.如权利要求1所述的偏振态检测方法，其特征在于，根据方位角计算公式确定所述第一贝塞尔波束和所述第二贝塞尔波束的相位差，所述方位角的计算公式为：其中，为相位差，θ
d
为方位角，m为贝塞尔波束的阶数，n为整数；当m＝1，n＝0时，方位角的计算公式为：4.如权利要求1所述的偏振态检测方法，其特征在于，根据所述相位差和所述振幅比计算出所述待检测波的偏振态，包括：利用琼斯矩阵，根据所述相位差和所述振幅比确定所述待检测波的偏振态；琼斯矩阵的公式为：其中，E
x
为第一复振幅，E
y
为第二复振幅，α为振幅比，为相位差。5.如权利要求1所述的偏振态检测方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁华伟，蒋钊，李玲，张敏，苏红，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：