【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及偏振测量，特别是涉及基于涡旋延迟器和分焦平面偏振相机的偏振测量装置及方法。
技术介绍
1、偏振信息是光波的基本物理属性之一，在多个领域有广泛应用。stokes矢量描述了光波的偏振状态，包含了关键的偏振信息，因此对stokes矢量进行测量是偏振测量领域的重要方向之一。分焦平面偏振相机能够实时获取四种不同偏振状态下的信息，因此在偏振测量和成像领域得到广泛应用。针对基于分焦平面偏振相机的全stokes矢量测量系统，虽然旋转波片角度获取光强测量可以实现全stokes矢量的测量，通过优化旋转角度还能最小化测量误差，但无法满足实时测量需求。传统偏振测量仪使用的波片虽然会提前标定，但受环境影响可能在测量过程中引起延迟量变化，从而影响准确性。涡旋延迟器是一种新型的固定延迟装置，其快轴随着方位角连续旋转，可以将任何偏振光转换为矢量光束。使用涡旋延迟器进行空间偏振调制，而非传统的时间调制旋转，更加有助于实现更好的稳定性并缩短测量时间。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提出了一种动态变化环境下的偏振测量装置及方法，通过将涡旋延迟器和分焦平面偏振相机相结合，实现了动态变化环境下针对单帧图像的全偏振stokes矢量实时准确测量，进一步地结合了全stokes矢量测量和延迟量同步标定方法，即使在延迟量可变的动态环境中也能确保精确测量。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种动态变化环境下的偏振测量装置，其特征在于，包括：
4、光强图像采
5、所述光强图像采集模块，用于通过在分焦平面偏振相机前固定位置放置的一个涡旋延迟器采集单张光强图像；所述光强图像采集模块进一步包括由涡旋延迟器和分焦平面偏振相机组成的偏振态分析器；所述分焦平面偏振相机包括四个不同偏振方向的微偏振片阵列构成的微偏振器，所述涡旋延迟器和所述微偏振器构成偏振调制单元；
6、所述光强图像分析及解算模块，用于通过获取的光强图像的径向光强分布获得所述全stokes矢量的估计值和涡旋延迟器的延迟量的估计值实现全stokes矢量测量和涡旋延迟器的延迟量同步标定。
7、一种动态变化环境下的偏振测量方法，该方法包括：
8、步骤1、通过在分焦平面偏振相机前固定位置放置的一个涡旋延迟器采集一张光强图像；
9、步骤2、通过获取的光强图像获得所述全stokes矢量的估计值和涡旋延迟器的延迟量的估计值实现全stokes矢量测量和涡旋延迟器的延迟量同步标定。
10、本专利技术的有益效果及优点在于：
11、相较于现有技术，本专利技术的有益效果及优点在于：
12、1、通过将涡旋延迟器和分焦平面偏振相机相结合用于偏振测量，只需采集单张光强图像即可实现全stokes矢量实时准确测量，并能在动态环境下自动标定涡旋延迟器的延迟量，操作简单快捷，适用于噪声干扰环境；
13、2、采用傅里叶方法和全靶面伪逆的解算，具有测量方差小、精度高等特点；
14、3、实现了同步标定所用涡旋延迟器的延迟量，即使在延迟量可变的动态环境中也能确保精确测量，可克服动态变化环境对测量的影响；可以通过使用更高像素数的相机进一步提高测量和标定精度，操作简单快速，易于实现；
15、4、根据本专利技术的推导不仅针对高斯噪声甚至对于泊松噪声和混杂其他类型噪声的系统同样具有理论上的优化可行性；
16、5、本专利技术的设计不再需要机械旋转部分，避免了由于机械误差造成的测量误差，极大降低了测量系统的成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种动态变化环境下的偏振测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种动态变化环境下的偏振测量装置，其特征在于，所述偏振态分析器中，通过涡旋延迟器后撞击到分焦平面偏振相机上的光子通量表示为：
3.根据权利要求1所述的一种动态变化环境下的偏振测量装置，其特征在于，所述偏振态分析器中，对应于每个微偏振器的4个积分测量向量表示为：
4.根据权利要求3所述的一种动态变化环境下的偏振测量装置，其特征在于，所述偏振态分析器中获得光强图像的光强度表示为：
5.根据权利要求1所述的一种动态变化环境下的偏振测量装置，其特征在于，具体的，所述光强图像分析及解算模块进一步包括基于傅里叶方法获得所述全Stokes矢量的估计值和涡旋延迟器的延迟量的估计值过程如下：
6.根据权利要求1所述的一种动态变化环境下的偏振测量装置，其特征在于，其中，所述光强图像分析及解算模块进一步包括基于全靶面伪逆方法获得所全Stokes矢量的估计值和涡旋延迟器的延迟量的估计值表示如下：
7.基于权利要求1至6任意一项所述的一种动态变化环境下的
8.根据权利要求7所述的一种动态变化环境下的偏振测量方法，其特征在于所述步骤2进一步包括通过改变偏振相机的靶面像素数，计算不同像素数下的全Stokes测量方差和延迟器延迟量的标定精度。
9.根据权利要求7所述的一种动态变化环境下的偏振测量方法，其特征在于，具体的，所述步骤2进一步包括基于傅里叶方法获得所述全Stokes矢量的估计值和涡旋延迟器的延迟量的估计值过程如下：
10.根据权利要求7所述的一种动态变化环境下的偏振测量方法，其特征在于，其中，所述步骤2进一步包括基于全靶面伪逆方法获得所全Stokes矢量的估计值和涡旋延迟器的延迟量的估计值表示如下：
...【技术特征摘要】
1.一种动态变化环境下的偏振测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种动态变化环境下的偏振测量装置，其特征在于，所述偏振态分析器中，通过涡旋延迟器后撞击到分焦平面偏振相机上的光子通量表示为：
3.根据权利要求1所述的一种动态变化环境下的偏振测量装置，其特征在于，所述偏振态分析器中，对应于每个微偏振器的4个积分测量向量表示为：
4.根据权利要求3所述的一种动态变化环境下的偏振测量装置，其特征在于，所述偏振态分析器中获得光强图像的光强度表示为：
5.根据权利要求1所述的一种动态变化环境下的偏振测量装置，其特征在于，具体的，所述光强图像分析及解算模块进一步包括基于傅里叶方法获得所述全stokes矢量的估计值和涡旋延迟器的延迟量的估计值过程如下：
6.根据权利要求1所述的一种动态变化环境下的偏振测量装置，其特征在于，其中，所述光强图像分析及解算模块进一步包...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。