基于零阶涡波片与傅里叶分析的新型空间调制偏振测量法

本文介绍了一种基于零阶涡旋半波相位器（Zero-Order Vortex Half-Wave Retarder, ZVHR）和空间傅里叶分析的空间调制偏振测量方法。这项创新技术在光谱学和光学成像领域具有重要意义，因为它允许对入射极化光进行高效的矢量场转换，并通过单次曝光获取光的斯托克斯参数。 ZVHR是一种特殊的光学元件，其特性在于它能将线性偏振光转换为带有序列相位的光，这使得光的偏振状态在空间上呈现出特定的模式。当这种模式与一个分析器结合时，会形成一个类似沙漏形状的强度分布，这种现象被称为空间偏振调制。这种结构设计使得利用傅里叶变换原理，仅需一次拍摄就能解析出输入光的斯托克斯参数，包括I（总强度）、Q（偏振强度）、U（偏振椭圆的旋转）和V（圆偏振），这些参数对于理解光的偏振状态至关重要。 作者们运用斯托克斯-穆勒理论深入剖析了该偏振计的工作原理，理论分析与定量实验相结合，展示了这种方法在测量不同偏振态时的准确性、稳定性和易用性。实验结果显示，该空间调制偏振测量方案不仅提高了测量精度，还简化了设备设计，对于科学实验、遥感技术以及光通信等领域具有潜在的应用价值。 这项研究提供了一种创新的偏振分析技术，它利用了涡旋相位调控的独特性质，结合现代光学分析手段，实现了对光偏振信息的高效提取。这种技术对于提升偏振敏感设备的性能和效率具有重要意义，有望推动相关领域的科研进展和技术发展。