[发明专利]基于可旋转波片的Mueller矩阵测试装置和方法

权利要求书

1.一种基于可旋转波片的Mueller矩阵测量装置， 包括激光器（1）、偏振发生器（2）、被测器件（3）、偏振分析仪（4）、电压控制器（5）和计算机（6），其特征在于：所述激光器（1）的输出光经过所述的偏振发生器（2）后，输出到被测器件（3）,被测器件（3）的输出连接到所述的偏振分析仪（4），所述的偏振发生器（2）和电压控制器（5）相连，所属偏振分析仪（4）和电压控制器（5）与所述计算机（6）相连；由激光器(1)产生的光进入偏振发生器（2），偏振发生器的输出偏振态随偏振发生器（2）的控制电压的变化而变；偏振发生器（2）的输出光进入被测器件（3），之后光直接进入偏振分析仪（4），进行偏振态Stokes参数测量， 偏振发生器（2）的电压控制器（5）为偏振发生器（2）的旋转装置提供转动控制电压，并将控制电压参数送至计算机（6）；计算机（6）用于接收偏振分析仪（4）的测量结果和电压控制器（5）的电压参数，根据相应的系统方程和优化算法，求解被测器件的Mueller矩阵参数。

2.根据权利要求1所述的基于可旋转波片的Mueller矩阵测量装置，其特征在于：所述偏振发生器（2）由法兰1(11)、球面透镜1（7）、薄膜起偏器（8）、可旋转波片（9）、球面透镜2（10）和法兰2(12)、传动皮带（13）和步进马达（14）构成；连接方式：法兰1(11)和球面透镜1（7）装配在基座1(15)上，法兰2(12)和球面透镜2（10）装配在基座2(16)上，薄膜起偏器（8）固定在基座3（17）上，可旋转波片（9）通过轴承（19）装配在基座3（17）上，并由传动皮带（13）带动旋转； 基座1（15）、基座2（16）、基座3(17)和步进马达（14）固定装配在同一基板（18）上；外部光由偏振发生器（2）的输入端口的法兰1(11)进入,经过球面透镜1（7），将光变为空间光,空间光经过薄膜起偏器(8)后,再经过可旋转波片(9),然后由球面透镜2（10），由输出端口法兰2（12）输出。

3.根据权利要求1所述的基于可旋转波片的Mueller矩阵的测量装置，其特征在于：所述可旋转波片（9）为相位延迟不等于π的倍数的任意波片。

4.根据权利要求1所述的一种基于可旋转波片的Mueller矩阵测量装置，其特征在于：所述电压控制器（5）为带动波片旋转的步进马达（16）提供控制电压，旋转控制电压在[0，Vπ]区间内等间隔取值，Vπ是使波片旋转180度的驱动电压；起偏器（9）主轴和薄膜波片（8）主轴的初始方位角无准直要求，为任意方向。

5.一种基于可旋转波片的Mueller矩阵测量方法，采用根据权利要求1所述的基于可旋转波片的Mueller矩阵的测量装置进行测量，其特征在于：实现Mueller矩阵的测试步骤如下：

a.测量被测器件的输入偏振态的Stokes 参数；

b.测量被测器件对应输出光的偏振态Stokes 参数；

c.建立被测器件输入输出偏振态参数和器件的Mueller矩阵参数之间的系统方程，利用计算机数值求解，得到Mueller矩阵的16个参数。

6.根据权利要求5所述的基于可旋转波片的Mueller矩阵测量方法，其特征在于：所述步骤a完成被测器件输入偏振态的测量：激光器(1)产生的光进入偏振发生器（2），将偏振发生器的输出光直接送入偏振分析仪（4）；测量中设置电压控制器（5）的输出电压为                                                时，其中，i=1,2,…n, 测出偏振发生器（2）的输出偏振态Stokes参量；偏振发生器（2）的输出偏振态即为被测器件的输入偏振态。

7.根据权利要求5所述的基于可旋转波片的Mueller矩阵测量方法，其特征在于：所述步骤b完成被测器件输出偏振态的测量：激光器(1)产生的光经过偏振发生器（2）之后，进入被测器件（3），输出光再进入偏振分析仪（4）； 测量中电压控制器（5）的输出电压设置同步骤1）；对应n个电压测试点，测出被测器件（3）的输出偏振态的Stokes参数。