斯托克斯參量二維分布測量系統(tǒng)研究.pdf

1、偏振是光波的一個(gè)重要性質(zhì)，在材料科學(xué)、光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)及天文學(xué)等領(lǐng)域中，光偏振態(tài)的測量具有十分重要的意義。偏振測量從基本原理上分為分振幅與偏光調(diào)制兩種方法。其中，分振幅法將入射光分為多個(gè)光學(xué)支路同時(shí)探測，并近實(shí)時(shí)地測量出描述待測光偏振態(tài)的全部斯托克斯參數(shù)。它具有測量速度快、結(jié)構(gòu)緊湊、無須旋轉(zhuǎn)光學(xué)元件和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。在過去的幾年里，國外研究人員在光偏振態(tài)二維分布測量技術(shù)這個(gè)領(lǐng)域里做了大量工作，研制出了多種基于偏光調(diào)制法的偏振態(tài)二維分布測量

2、系統(tǒng)，但對基于分振幅法的偏振態(tài)二維測量技術(shù)的研究甚少；在國內(nèi)，對偏振態(tài)二維分布測量技術(shù)的研究還處于起步階段。本文對分振幅光偏振態(tài)二維分布測量技術(shù)做了如下研究工作：
　?。?）研制了基于分振幅法的偏振態(tài)二維分布測量系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了光學(xué)系統(tǒng)；搭建了用于 Stokes參數(shù)測量的4-CCD圖像采集系統(tǒng)，編寫了基于 MultiCam的圖像采集處理程序，實(shí)現(xiàn)了四路視頻信號的采集、傳輸、實(shí)時(shí)處理與顯示。
　　（2）4-CCD圖像自動配準(zhǔn)算法的

3、研究。在偏振態(tài)測量過程中，儀器矩陣定標(biāo)和Stokes矩陣運(yùn)算，需要將4-CCD采集的圖像配準(zhǔn)。在分析了目前常用的各種圖像配準(zhǔn)方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，根據(jù) Stokes參數(shù)測量圖像的特點(diǎn)，提出了一種基于圖像邊緣的最小二乘圓擬合圖像配準(zhǔn)算法。實(shí)驗(yàn)表明，本算法實(shí)現(xiàn)簡單，配準(zhǔn)精度較高，效果令人滿意。
　?。?）光偏振態(tài)二維分布測量裝置的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先，采用 Equator-Poles定標(biāo)法，獲得了測量系統(tǒng)的儀器矩陣。然后，利用偏振態(tài)發(fā)生器產(chǎn)生