[发明专利]一种弱光场样品Mueller矩阵快速检测方法及检测系统

权利要求书

1.一种弱光场样品Mueller矩阵快速检测检测方法，其特征在于，具体过程为：

选取四个不同快轴方向的四分之一波片进行拼接，选取一透光轴为水平方向的偏振片和拼接的多快轴四分之一波片共同组成偏振态产生器；基于所述偏振态产生器，实现在弱光场环境下样品Mueller矩阵的快速检测。

2.根据权利要求1所述弱光场样品Mueller矩阵快速检测检测方法，其特征在于，基于所述偏振态产生器，实现在弱光场环境下样品Mueller矩阵的快速检测的具体过程为：

步骤一，在弱光源的出射光路上依次设置准直透镜、偏振态产生器、空间变化调制器、偏振态分析器及探测器，构成弱光场Mueller矩阵快速检测系统；

步骤二，测量所述空间变化调制器的Mueller矩阵，并利用测量结果替换理论模型中空间变化调制器的Mueller矩阵M_S，实现系统的标定；

所述理论模型为：

步骤三，利用标定后的理论模型构建数据库，该数据库包括一一对应的偏振态和强度分布；

步骤四，将待测样品放置于偏振态产生器与空间变化调制器之间，获取探测器所探测的弱光场下的强度分布图像；

步骤五，对所述强度分布图像按照偏振态产生器四分之一波片拼接痕迹，将图像分割成四个区域，对每一区域分别进行低通滤波；

步骤六，将低通滤波片后的强度分布带入到拟合模型中计算出待测光的偏振态；

步骤七，根据偏振态产生器所产生的入射至样品光的偏振态和所解算出的样品出射光的偏振态，计算出样品的Mueller矩阵。

3.根据权利要求2所述弱光场样品Mueller矩阵快速检测检测方法，其特征在于，所述步骤三利用标定后的理论模型构建数据库的具体过程为：

首先，在设定的采样区间范围内，对Stokes矢量s₁、s₂、s₃分别按照设定的步长进行采样；

其次，对将Stokes矢量s₁、s₂、s₃的采样结果进行排列组合，将排列组合中不满足s₁²+s₂²+s₃²≤1约束条件的组合剔除；

再次，将剩余组合带入理论模型中，求解每一组Stokes矢量所对应的强度分布，每一Stokes矢量与所求解的强度分布一一对应，由此获得样本数据库。

4.根据权利要求2所述弱光场样品Mueller矩阵快速检测检测方法，其特征在于，所述拟合模型为：

其中，n表示强度分布有效像素数，I_i表示样品数据库强度分布中第i个像素点的强度值，表示强度分布的均值，M_i表示探测的弱光强度分布经过去噪后第i个像素点的强度值，表示探测获取的强度分布的均值，argmax表示取最大值函数，表示样品数据库强度分布I_i所对应的光束偏振态。

5.根据权利要求2所述弱光场样品Mueller矩阵快速检测检测方法，其特征在于，在对检测系统进行标定时，将光源更换为强光源，使用双旋转波片法测量出空间变化调制器的Mueller矩阵。

6.根据权利要求2所述弱光场样品Mueller矩阵快速检测检测方法，其特征在于，还包括在偏振态分析器和探测器之间设置聚焦透镜的步骤。

7.一种弱光场样品Mueller快速检测系统，其特征在于，包括光源、准直透镜、偏振态产生器、空间变化调制器、偏振态分析器及探测器，其中所述偏振态产生器由一透光轴为水平方向的偏振片和多快轴四分之一波片组成，所述多快轴四分之一波片由四个不同快轴方向的四分之一波片拼接而成。

8.根据权利要求7所述弱光场样品Mueller矩阵快速检测系统，其特征在于，还包括聚焦透镜，所述聚焦透镜位于偏振态分析器和探测器之间。