旋转波片法成像斯托克斯偏振仪误差补偿技术

"该文主要讨论的是旋转波片法成像斯托克斯偏振仪的误差标定和补偿技术，以提升测量精度。" 在光学测量领域，偏振成像技术因其独特的性质被广泛应用于材料科学、生物医学、遥感等领域。其中，旋转波片法成像斯托克斯偏振仪是一种重要的偏振测量工具，它由1/4波片、固定检偏器、成像光学器件和光电探测器组成。1/4波片在系统中的作用是改变光的偏振状态，而其快轴方位角误差和相位延迟量误差直接影响测量结果的准确性。 文章首先指出，1/4波片的两个主要误差源——快轴方位角误差和相位延迟量误差，是造成测量不准确的关键因素。为了改进这一情况，研究者深入研究了旋转波片测量法和傅里叶分析法，这两种方法在光学测量中常用于解析光的偏振特性。通过这些理论，他们推导出了入射光束的斯托克斯参量与1/4波片参数误差之间的数学关系。 斯托克斯参量是描述光偏振状态的四个参数，包括无偏振光强度（I）、垂直偏振光强度（Q）、水平偏振光强度（U）和右旋圆偏振光强度（V）。通过对这些参数的精确控制和校正，可以显著提高偏振测量的精度。 文章提出了一种创新的误差标定方法，该方法使用水平线偏振光作为标准参考光，对标准参考光进行测量，以计算出1/4波片的参数误差。然后，将这些误差值代入理论模型中，进行误差补偿，从而修正测量结果。 实验结果显示，采用这种方法后，成像斯托克斯偏振仪的平均测量精度从5.12%显著提高到1.78%，这验证了该误差标定和补偿方法的有效性。这一进步对于需要高精度偏振测量的应用具有重要意义，比如在材料表面性质研究、生物组织检测以及大气光学特性分析等场景。 关键词：测量、偏振检测、标定、斯托克斯参量、旋转1/4波片法。这个研究对理解偏振光的性质和提高基于偏振的光学测量系统的性能有着重要贡献，同时也为未来类似设备的误差控制提供了理论基础和技术参考。