详情

原文传递一种高分辨率实时偏振光谱分析装置及方法

专利名称：	一种高分辨率实时偏振光谱分析装置及方法
摘要：	本发明提供了一种高分辨率实时偏振光谱分析装置及方法。所述高分辨率实时偏振光谱分析装置包括组合狭缝阵列、准直镜、光栅、聚焦镜和光电探测器。组合狭缝阵列中的阵列化偏振片由四种不同偏振态的偏振片组成，四种不同偏振态的偏振片构成四条偏振通道，阵列狭缝的每列都具有不同的编码形式，这样后端狭缝的成像光谱就对各列狭缝空间位置信息进行了编码；后期进行解码，从叠加的光谱信息中还原每列狭缝所对应的光谱信息。每条偏振通道对应于一列或多列狭缝的光谱，通过偏振通道与各列狭缝的对应关系，可获得被测量光的高谱分辨率光谱分布、偏振信息（偏振态、偏振度），实现光场的光谱与偏振信息的实时测量分析。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	河北大学
发明人：	郝鹏;宁丽珍
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910285066.2
公开号：	CN109856058A
代理机构：	石家庄国域专利商标事务所有限公司
代理人：	胡素梅
分类号：	G01N21/21(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	071002 河北省保定市五四东路180号河北大学
主权项：	1.一种高分辨率实时偏振光谱分析装置，其特征是，包括组合狭缝阵列、准直镜、光栅、聚焦镜和光电探测器；所述组合狭缝阵列由沿入射光方向前后排布的阵列化偏振片和阵列狭缝组成；所述组合狭缝阵列以光轴为中心分为上下两部分，所述阵列狭缝具有以光轴为中心的上下对称关系；所述阵列化偏振片包含四种不同偏振态的偏振片，四种不同偏振态的偏振片沿光谱维方向依次排列，构成四条偏振通道；所述阵列狭缝由N条不同编码形式的编码狭缝组成，N条编码狭缝在沿光谱维方向上依次排列，构成N条光谱分析通道；N≥4；所述阵列化偏振片中的每一条偏振通道对应于所述阵列狭缝中的一条或多条光谱分析通道。 2.根据权利要求1所述的高分辨率实时偏振光谱分析装置，其特征是，所述阵列狭缝采用阿达玛编码的方式对各列编码狭缝进行编码。 3.根据权利要求1所述的高分辨率实时偏振光谱分析装置，其特征是，阵列化偏振片中，偏振片的四种偏振态分别为0°、45°、90°线偏振和45°方向的右旋圆偏振。 4.根据权利要求1所述的高分辨率实时偏振光谱分析装置，其特征是，阵列化偏振片中，偏振片的四种偏振态分别为0°、45°、90°、135°线偏振。 5.根据权利要求1所述的高分辨率实时偏振光谱分析装置，其特征是，所述光电探测器为电荷耦合器件面阵CCD、光电二极管面阵探测器或CMOS面阵探测器。 6.根据权利要求1所述的高分辨率实时偏振光谱分析装置，其特征是，所述组合狭缝阵列采用液晶材料、半导体硅材料或玻璃材料通过微机械、微电子工艺制作而成。 7.一种高分辨率实时偏振光谱分析方法，其特征是，包括如下步骤： a、设置如权利要求1所述的高分辨率实时偏振光谱分析装置； b、使入射光入射组合狭缝阵列，经组合狭缝阵列滤波后的光入射准直镜，准直镜使光线准直后入射至光栅，光栅对光线进行分光，分光后的光束再通过聚焦镜成像在光电探测器上，不同波长的光沿光谱维方向在光电探测器上依次分开； c、对成像光谱进行解码，从叠加的光谱信息中还原每列狭缝所对应的光谱信息；再根据偏振通道与光谱分析通道之间的对应关系，获得入射光的偏振信息，实现光场的光谱与偏振信息的实时测量分析。 8.根据权利要求7所述的高分辨率实时偏振光谱分析方法，其特征是，步骤c中，根据偏振通道与光谱分析通道之间的对应关系，实现四种偏振态光谱信息的测量，对全光谱积分就可获得各偏振方向的光强信息，根据各偏振方向的光强信息即可得到入射光的偏振态和偏振度。 9.根据权利要求8所述的高分辨率实时偏振光谱分析方法，其特征是，步骤c中，四种偏振态分别为0°、45°、90°线偏振和45°方向的右旋圆偏振；用四个斯托克斯参数I、Q、U、V来描述入射光的偏振态，I表示总光强度，Q表示主轴方向直线偏振光分量，U表示45°方向直线偏振光分量，V表示右旋圆偏振光分量；其中，偏振片透光轴在0°时透射光强度为I0°，偏振片透光轴在90°时透射光强度为I90°，偏振片透光轴在 45°方向时透射光强度为I45°，偏振片透光轴在45°方向的右旋圆偏振，其透射光强度为Iλ/4，45°；则四个斯托克斯参数I、Q、U、V及偏振光的偏振度P，由下面关系式得到：。
所属类别：	发明专利