偏光器件muller矩阵的智能化测量

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1、偏光器件muller矩阵的智能化测量曲阜师范大学硕士学位论文偏光器件Muller矩阵的智能化测量姓名：陈立刚申请学位级别：硕士专业：光学指导教师：李国华20040301摘要摘要从上世纪60年代起，随着第一台红宝石激光器的问世，偏光技术得到了飞速的发展。它已经成为光学测量、计量和光信息处理中的一•种专门化手段。它在相干测量、光开关、光调制、外差探测、薄膜参数测量、牛物细胞荧光测量、图像识别等许多部门已得到了广泛使用。随着偏光技术的迅速发展，人们希望了解光束和物质的偏振特性，也对偏光器件的偏振性能提出了越来越高的要求。因而人们提出和建立了各种各样的方案和系统，用于斯托克斯参量、

2、偏振度、琼斯矢量、琼斯矩阵和密勒矩阵以及波片的相位延迟等偏振参数的测量。斯托克斯矢量可用来描述偏振和部分偏振光，这些光通过某一光学元件后将是什么光，这就决定于光学元件的特性。为了描述光学元件的特性，1948年Muller设计了种4X4的矩阵称为Muller矩阵。米勒矩阵表示法被称为偏振调制技术的三要素之〜，是偏振调制测量系统设计、分析评价的有力的数学工具。用米勒矩阵理论来分析处理光束的传播问题具有巨大优越性。然而，在实际的工作屮，器件的米勒矩阵往往不是來自理论推导而是由实验來确定。对米勒矩阵16元素的测定工作确是非常繁琐，复杂的。本论文就是针对这一弊端，以米勒矩阵的传统测量

3、方法为基础，设计出了〜套偏光器件米勒矩阵智能化测量系统，实现了米勒矩阵16元素的智能化测定。查阅文献资料得知，检测光束横截面上能量分布通用的方法是：感光法和扫描法。由于这两种方法采集的信息量少，误差大，且不能进行实时检测和显示，我们经过仔细的筛选和比较，最终选择了性能比较稳定的新型光电转换元器件CCD作为感光元件。由于CCD对每个像素位置可寻址,且像素间距小、分辨率高，对于提高准确度和进一步完善发挥微机处理功能都是非常有益的。我们经过大量的实验，在器件的选取，光路的设计,程序的编制、工作条件的确定等方而做了大量的工作，最终研制出了一套光、机、电、算一体化的米勒矩阵测量系统。

4、在Windows2000Professional操作系统下，在VisualBasic集成开发环境中编制出了相关程序控制和摘要据处理系统，能够进行偏光器件米勒矩阵的全自动测量。实验测试结果与理论值基本相符，达到了预想的要求。针对做的主要工作，本论文主要从以下几个方面进行了论述:第一章主要介绍了米勒矩阵的发展历史及现状以及对其进行测量的意义。另外也对新型光强探测器一一CCD进行了简要的介绍。在第二章中，主要是介绍了有关米勒矩阵的一些基本知识，同时介绍了与米勒矩阵有着密切联系的斯托克斯矢量表示法。最后以起偏方向与X轴夹角为口的线偏振器为例，详尽地说明了测定米勒矩阵的传统方法。第三

5、章提岀了两种米勒矩阵的测量方案。其中测量方案二是以光束偏振态斯托克斯矢量的测量系统为基础建立起来的。方案二的提出是本论文的一大理论创新点。第四章是木论文的核心部分。偏光器件米勒矩阵的系统设计是木文的技术创新之处，系统以本所生产的偏振器为例进行了测试，给出了测试结果。在本章屮，对光路的调整方法、测试步骤以及所编写软件系统功能做了详细的说明。尤其突出介绍了提高该系统测量精度的关键方法。第五章中，我们给出了实验中所用到的实验器材，定性地分析了测量系统的误差来源以及减小误差的方法。关键词：斯托克斯参量、面阵CCD、米勒矩阵ABSlltACT第1页ABSTRACTwiththethc

6、lofhasFromdeveloped960，s,Technologywidelypolarizationofmearl_sofhasbccnakindfirstlaser.Ttadvertofthespecializationopticalusedinrubyhasandinformationbeenwidelymeasurement,meteringlightprocess.Ttsectionssuchascoherentcommutation1ightmodulation,measure,lightmanyeellheterodynefilmdetection,thi

7、nparameteretc.fluorescencemeeisurementeindimageidentifyingisWiththetoofrapidpolarizationtcchnology,itimportantdevelopmentofbeamandmeasurethecharacterlightsubstancc，andpeoplehopepolarizationandthedevicestobemoremoretheyqualitypolarizationperfect.Sodevelopandmet