偏振检测装置器件误差的校正方法

摘要

一种偏振检测装置器件误差的校正方法，所述的偏振检测装置包括沿装置系统光轴依次设置的相位延迟器、检偏器和光电探测器，该光电探测器的输出接信号处理系统，斯托克斯参数为(1,1,0,0)的线偏振光入射至所述的偏振检测装置，设定检偏器透光轴角度为0度并进行第一次测量，得到归一化斯托克斯参数的第一次测量误差；设置检偏器透光轴角度为45度并进行第二次测量，得到归一化斯托克斯参数的第二次测量误差；求解偏振检测装置中相位延迟器的相位延迟量误差、快轴角度误差和检偏器的透光轴角度误差，从而实现误差校正。本发明在无需拆卸偏振检测装置器件的情况下，可测量偏振检测装置中的器件误差，进而实现器件误差的校正。

主权项

一种偏振检测装置器件误差的校正方法，所述的偏振检测装置的构成包括沿装置系统光轴依次设置的相位延迟器、检偏器和光电探测器，该光电探测器的输出接信号处理系统，所述的相位延迟器在驱动器的驱动下可绕装置系统光轴旋转，入射光束平行于系统光轴入射至所述的相位延迟器和检偏器，并由所述的光电探测器探测，该光电探测器输出的电信号送入所述的信号处理系统进行数据处理，其特征在于：利用所述的偏振检测装置进行偏振检测时，相位延迟器的相位延迟量、快轴初始角度和检偏器的透光轴角度已知，作为初始参数；所述的入射光束为水平方向线偏振光，其斯托克斯参数为(S₀₀,S₀₁,S₀₂,S₀₃)=(1,1,0,0)；第一次测量时的初始状态为所述的检偏器的透光轴角度为0度，进行第一次测量得到归一化斯托克斯参数的第一次测量误差；第二次测量时的初始状态为所述的检偏器的透光轴角度为45度，进行第二次测量得到归一化斯托克斯参数的第二次测量误差；所述的信号处理系统对两次得到的归一化斯托克斯参数测量误差进行处理，经计算后得到相位延迟器的相位延迟量误差、快轴角度误差和检偏器的透光轴角度误差，进而可校正偏振检测装置的器件误差；具体校正步骤如下：①设置第一次测量的初始状态：设系统光轴为笛卡尔坐标的z轴，z轴的正向为光束前进方向，与z轴垂直的平面为xy平面，以入射的水平方向线偏振光的偏振方向为x轴方向，x轴正方向与相位延迟器快轴之间的角度为快轴角度θ，x轴正方向与检偏器透光轴之间的角度为透光轴角度α，相位延迟器的相位延迟量为δ。以所述的相位延迟器和检偏器的设计制造参数为基准，调整所述的相位延迟器的初始快轴角度θ₀、所述的检偏器的透光轴角度为0度，并设定此状态为第一次测量的初始状态；②第一次测量：利用驱动器驱动所述的相位延迟器旋转，所述的光电探测器探测光信号并输出电信号，所述的电信号经所述的信号处理系统数据处理后，得到入射光束的归一化斯托克斯参数(1,S₁₁,S₁₂,S₁₃)，与已知的入射光束斯托克斯参数(S₀₀,S₀₁,S₀₂,S₀₃)=(1,1,0,0)相比较，得到归一化斯托克斯参数的S₁₁和S₁₂第一次测量误差为：ΔS₁₁=S₁₁‑S₀₁=S₁₁‑1，ΔS₁₂=S₁₂‑S₀₂=S₁₂‑0=S₁₂；③设置第二次测量的初始状态：调整所述的相位延迟器的快轴角度与第一次测量时的初始状态相同、所述的检偏器的透光轴角度为45度，并设定此状态为第二次测量的初始状态；④第二次测量：所述的驱动器驱动所述的相位延迟器旋转，所述的光电探测器探测光信号并输出电信号，所述的电信号经所述的信号处理系统对所述的电信号进行数据处理，得到入射光束的归一化斯托克斯参数(1,S₂₁,S₂₂,S₂₃)，与已知的入射光束斯托克斯参数（1,1,0,0）相比较，得到归一化斯托克斯参数S₂₁的第二次测量误差为：ΔS₂₁=S₂₁‑S₀₁=S₂₁‑1；⑤获取器件误差：偏振检测装置中相位延迟器的相位延迟量误差Δδ、快轴角度误差Δθ₀和检偏器的透光轴角度误差Δα与归一化斯托克斯参数的第一次、第二次测量误差之间存在以下关系：2Δδ=ΔS₁₁=S₁₁‑1，2Δα‑4Δθ₀=ΔS₁₂=S₁₂，2Δα‑2Δθ₀+Δδ=ΔS₂₁=S₂₁‑1，求得Δδ、Δθ₀和Δα；⑥器件误差校正：使用所述的偏振检测装置进行偏振检测时，对于初始参数δ、θ₀和α的值，分别利用Δδ+δ、Δθ₀+θ₀和Δα+α的值代替，即实现相位延迟器的相位延迟量误差、快轴初始角度误差和检偏器的透光轴角度误差的校正。