单弹光调制傅里叶偏振光谱测量研究.pdf

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1、第35卷第1期应用光学Vo1．35No．12014年1月JournalofAppliedOpticsJan．2014文章编号：1002—2082(2014)Ol一0095—05单弹光调制傅里叶偏振光谱测量研究张瑞，王志斌，李晓，陈友华，王耀利，杨强(1．中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原030051；2．中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西太原030051)摘要：提出一种基于弹光调制器(photoelastic—modulator，PEM)的复色光偏振光谱的傅里叶测量方法，被测光经过0。(一45。)

2、弹光调制器调制，通过45。(O。)检偏器并由探测器探测调制后形成干涉信号，对干涉信号进行傅里叶变换，由所得结果实部和虚部得到被测光Stokes矢量中的S、S。和S。的光谱。该方法降低了偏振光光程测量的复杂度，给出理论推导过程，并结合仿真结果与理论结果对比，证实了该方法复原后的偏振光谱与原始光谱可很好地吻合。关键词：弹光调制；偏振光谱；Stokes矢量；傅里叶变换；仿真中图分类号：O436．3文献标志码：Adoi：10．5768／JAO201435．0103004Spectropolarimetermeasurementbasedo

3、nphotoelastic-modulatorandFouriertransformZHANGRui，WANGZhi—bin～，LIXiao，CHENYou—hua，WANGYao—li，YANGQiang'。(1．KeyLabofInstrumentScience8LDynamicMeasurement，MinistryofEducation，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China；2．EngineeringandTechnologyResearchCenterofShanxiPro

4、vincefor0ptical_ElectricInformationandInstrument，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Anewmethodofspectropoarimeteraimedatpolychromaticlightbasedonphotoelas—tic—modulator(PEM)wasproposedwhichincludedalinearretardanceoriented0。(一45。)PEMandapolarizationan

5、alyzerat45。(O。)．ThelightwasfirstmodulatedbyPEM，thenpassthroughtheanalyzerandformedthemodulatedinterferencesignalafterdetectedbydetector．Finallytheincidentlightpolarizedspectra(S1、S2andS3ofStokesparameters)wereobtainedbyFouriertransformofthemodulatedinterferencesigna1．

6、Themethodreducesthecomplexityofpolarizedopticallengthmeasurement．Thebasicprinciplewasintroduced，thecorrectnessandfeasibilitywereverifiedthroughthecorrespondingnumericalsimulation．Keywords：photoelastic-modulator；polarizedspectrum；Stokesparameters；Fouriertransform；simul

7、ation引言目标检测和识别能力。因此偏振信息获取在大气对于地球表面和大气中的任何目标，在反射、气溶胶检测、环境监测、目标识别、以及生物医学散射和透射太阳辐射的过程中，会产生由其自身等领域具有广阔的应用前景l_1]。光的偏振特性主性质决定的偏振特性。通过获取目标的偏振特性要用Stokes矢量(S。，S1，S2，S。)表示¨3]，因为可以为被观测目标提供传统方法无法获取的新信Stokes矢量既可以表示全偏振光，也可以表示部息，对所获得的信息进行综合利用，可以有效提高分偏振光和非偏振光，自然界中主要的是部分偏收稿日期：2013-05—

8、09；修回日期：2013-06—04基金项目：国家自然科学基金仪器专项基金(61127015)；国际科技合作项目(2012DFA10680)；国际科技合作项目(2010***)作者简介：张瑞(1987一)，男，山西长治人，硕士研究生，主要从事光谱成