基于stokes参量法测量矢量光束偏振态的方法 - 激光与红外.PDF

第４６卷　 第６期　 　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．６ 　 ２０１６年６月　　　 　 　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｊｕｎｅ，２０１６ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１６）０６０７４２０５ ·光学技术 · 基于Ｓｔｏｋｅｓ参量法测量矢量光束偏振态的方法 周哲海，祝连庆 （光电测试技术北京市重点实验室，北京信息科技大学，北京 １００１９２） 摘　要：矢量光束的偏振态检测是矢量光束研究的关键技术。论文研究了基于Ｓｔｏｋｅｓ参量法 测量矢量光束偏振态的方法，介绍了该方法的基本原理和实现过程。基于猫眼腔激光器和马 赫－曾德干涉仪生成了４种不同偏振态分布的轴对称线偏振矢量光束，并用Ｓｔｏｋｅｓ参量法计 算了生成光束的四个Ｓｔｏｋｅｓ参量，以及光束每个像素点上的椭圆取向角和椭圆率角，得到了生 成光束的偏振纯度。实验结果证明了Ｓｔｏｋｅｓ参量法可有效实现矢量光束的偏振态检测。 关键词：Ｓｔｏｋｅｓ参量；矢量光束；偏振态 中图分类号：ＴＨ７４１　　文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１６．０６．０１９ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｓｔａｔｅｏｆｖｅｃｔｏｒ ｂｅａｍｓｂａｓｅｄｏｎＳｔｏｋｅｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ＺＨＯＵＺｈｅｈａｉ，ＺＨＵＬｉａｎｑｉｎｇ （ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｓｔａｔｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｖｅｃｔｏｒｂｅａｍｓｉｓｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｖｅｃｔｏｒｂｅａｍｓＴｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｆｏｒｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｓｔａｔｅｏｆｖｅｃｔｏｒｂｅａｍｓｂａｓｅｄｏｎＳｔｏｋｅｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｓｓｔｕｄｉｅｄＴｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｎｆｏｕｒｔｙｐｅｓｏｆａｘｉａｌｌｙｓｙｍｍｅｔｒｉｃｌｉｎｅａｒｌｙｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｂｅａｍｓａｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎａｃａｔｅｙｅｃａｖｉｔｙｌａｓｅｒａｎｄａＭａｃｈＺｅｎｈｄｅｒｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒＦｏｕｒＳｔｏｋｅｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｅｄｖｅｃｔｏｒｂｅａｍｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｓｗｅｌｌａｓｅｌｌｉｐｔｉｃａｌａｎｇｌｅｏｆｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓａｎｄｅｌｌｉｐｔｉｃｉｔｙａｎｇｌｅｓ，ａｎｄｔｈｅｐｏｌａｒｉｚａ ｔｉｏｎｐｕｒｉｔｙｏｆｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｅａｍｓｉｓｏｂｔａｉｎｅｄＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｙｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｔａｔｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｖｅｃｔｏｒｂｅａｍｓ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｔｏｋｅｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｖｅｃｔｏｒｂｅａｍｓ；ｓｔａｔｅｏｆｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ［１］ １　引　言 速、光