非线性最小二乘法自校准Mueller矩阵椭偏仪

"基于非线性最小二乘拟合法的Mueller矩阵椭偏仪是一种新型的测量技术，用于精确地自校准测量偏振元件的Mueller矩阵参数。该方法利用非线性最小二乘拟合法，通过测量样品前后输出的Stokes参数，构建出系统未知参数与待测样品Mueller矩阵之间的函数关系，从而求解得到样品的Mueller矩阵。该技术结合了铁电液晶波片、旋转波片和偏振片，构建了一套光谱型椭偏仪，并通过Labview软件实现自动化智能测量。在600~900nm波长范围内，Mueller矩阵元参数的测量精度可达到0.01以内，重复性精度高达0.005，无需复杂的系统定标，简化了测量流程。" 这篇摘要介绍了一项创新的测量技术，它主要关注于偏振光学领域的Mueller矩阵测量。Mueller矩阵是描述偏振光与物质相互作用的数学工具，包含了关于偏振状态的完整信息。传统的测量方法通常需要对系统进行复杂的校准，而此新方法通过非线性最小二乘拟合法实现了自校准测量，减少了这一过程的繁琐性。 非线性最小二乘拟合法是一种优化算法，常用于解决数据拟合问题，尤其是在数据存在噪声或模型非线性时。在这个应用中，它用于处理由Stokes参数（描述偏振状态的四个参数）测量得到的数据，这些数据与系统参数和样品的Mueller矩阵之间存在非线性关系。通过拟合这些数据，可以解算出样品的Mueller矩阵的各个元素，提供关于样品偏振特性的详细信息。 实验设备包括铁电液晶波片、旋转波片和偏振片，这些元件在偏振光测量中起到关键作用。铁电液晶波片能够改变光的偏振态，旋转波片则可以调整光的偏振方向，偏振片用于分离不同偏振状态的光。这些组件与Labview控制软件相结合，实现了测量系统的自动化，提高了测量效率和准确性。 误差分析表明，该系统在600至900纳米的光谱范围内具有高精度和高重复性，这对于材料科学、光学工程、天文学等领域的研究非常重要，尤其是在对偏振敏感的实验和应用中，例如光学元件的性能评估、表面性质分析和生物医学成像等。 总结来说，这项工作提出了一种高效、精确且易于实施的Mueller矩阵测量技术，利用非线性最小二乘拟合法和自动化控制，显著提升了测量的便捷性和准确性，为偏振光学的研究和应用提供了有力工具。