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橢偏儀與偏振相位(九)- 傳統的儀器偏振定標的誤差

發布時間:2023-11-01 14:24:31 瀏覽量:2209 作者:Alex

摘要

由於(yu) 傳(chuan) 統的斯托克斯橢偏儀(yi) 定標方法中入射光源的偏振效應、定標單元中光學元件的製造與(yu) 裝調誤差都會(hui) 降低儀(yi) 器矩陣的定標精度,從(cong) 而影響偏振態的測量精度。

正文


橢偏儀(yi) 與(yu) 偏振相位(九)- 傳(chuan) 統的儀(yi) 器偏振定標的誤差


斯托克斯橢偏儀(yi) 是一種高速測量光波偏振態的儀(yi) 器,能夠近似實時地測量出描述入射光波偏振態的全部斯托克斯參數。在太陽物理研究領域,人們(men) 就是通過斯托克斯橢偏儀(yi) 測量太陽光斯托克斯偏振分量來實現太陽磁場的測量,然後根據塞曼分裂原理得到太陽磁場與(yu) 被測偏振態的關(guan) 係,進而研究黑子、耀斑及日冕物質拋射等與(yu) 磁場有關(guan) 的太陽活動現象的。隨著太陽物理研究的日益深入,天文學家對太陽磁場望遠鏡的偏振測量精度提出了更高的要求,例如美國的先jin技術太陽望遠鏡(ATST)要求其達到5*10-4,我國在研的深空太陽望遠鏡(DSO)和巨型太陽望遠鏡(CGST)則要求達到2*10-4。斯托克斯橢偏儀(yi) 作為(wei) 太陽磁場望遠鏡的核心部件之一,其儀(yi) 器矩陣的定標精度直接影響望遠鏡的偏振測量精度。因此,實現儀(yi) 器矩陣的精確定標是提高太陽磁場望遠鏡偏振測量精度的必要條件。


傳(chuan) 統的儀(yi) 器矩陣定標方法主要有四點定標法和E-P定標法。它們(men) 都是將一組包含偏振片和1/4波片的偏振發生器(PSG)作為(wei) 定標單元,產(chan) 生4組或4組以上的偏振光直接入射斯托克斯橢偏儀(yi) 進行儀(yi) 器矩陣的定標。這些方法根據光源的不同,或者假設入射光為(wei) 完全非偏振光(如氙燈、溴鎢燈),或者假設入射光為(wei) 完全線偏光(如激光),此時入射光的實際偏振效應將影響儀(yi) 器矩陣的定標精度。此外,這些方法均假設定標單元中1/4波片的方位角和相位延遲是理想的。而在實際国产成人在线观看免费网站中,元件方位角和相位延遲的誤差會(hui) 降低儀(yi) 器矩陣的精確定標。



鑒於(yu) 傳(chuan) 統定標方法的不足,我們(men) 提出了一種基於(yu) 非線性zui小二乘數據擬合算法進行偏振定標的新方法。該方法將入射光的斯托克斯參數和定標單元中波片的方位角和相位延遲與(yu) 儀(yi) 器矩陣的所有矩陣元一起作為(wei) 未知參數,根據偏振光學傳(chuan) 輸理論建立了探測光強與(yu) 未知參數之間的函數關(guan) 係式,設計非線性擬合方法擬合實際探測光強隨定標裝置方位角的變化曲線,進而得到斯托克斯橢偏儀(yi) 的儀(yi) 器矩陣。該方法將傳(chuan) 統方法的誤差源作為(wei) 未知參數隨儀(yi) 器矩陣一起由非線性zui小二乘擬合求解,有效避免了這些誤差源引起的定標誤差。


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