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基于数字全息及复用技术的全场偏振态测试方法

马骏 袁操今 冯少彤 聂守平

基于数字全息及复用技术的全场偏振态测试方法

马骏, 袁操今, 冯少彤, 聂守平
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  • 提出了一种在数字全息记录系统中利用偏振和角分复用技术对光场进行偏振态检测的方法. 将全息系统中的一束参考光分为偏振方向相互正交、初相位相同的两束光, 并分别与物光相同偏振方向的两个分量干涉, 形成两幅子全息图, 同时记录在一帧画面中. 为了分开记录到的物光两个分量, 系统中利用了角分复用技术, 即在两束参考光中引入不同载频, 使物光两分量的频谱位于全息图频谱面的不同区域. 通过滤波、逆傅里叶变换和衍射计算, 获取距离全息图不同位置处物光两正交分量复振幅信息. 利用复振幅信息, 可以构建被测物光的斯托克斯参量和琼斯矢量, 从而表征物光的偏振态. 实验中, 通过对一束椭圆偏振光进行偏振态测量以及对该光束在不同空间位置处的偏振态进行表征, 表明该方法可以实现光束偏振态全场测试, 并且具有较高的可靠性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61205162)、中国科学院天文光学技术重点实验室开放课题基金(批准号: CAS-KLAOT-KF201204)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: 30920130111007)资助的课题.
    [1]

    Teschke M, Sinzinger S 2009 J. Opt. Soc. Am. A 26 1015

    [2]

    Demos S G, Alfano R R 1997 Appl. Opt. 36 150

    [3]

    Lerman G M, Stern L, Levy U 2010 Opt. Express 18 27650

    [4]

    Beckley A M, Brown T G, Alonso M A 2012 Opt. Express 20 9357

    [5]

    Pu J X, Wang T, Lin H C, Li C L 2010 Chin. Phys. B 19 089201

    [6]

    Zhao W Q, Tang F, Qiu L R, Liu D L 2013 Acta Phys. Sin. 62 054201 (in Chinese) [赵维谦, 唐芳, 邱丽荣, 刘大礼 2013 物理学报 62 054201]

    [7]

    Mann C, Yu L F, Lo C M, Kim M 2005 Opt. Express 13 8693

    [8]

    Cuche E, Marquet P, Depeursinge C 1999 Appl. Opt. 38 6994

    [9]

    Colomb T, Dahlgren P, Beghuin D, Cuche E, Marquet P, Depeursinge C 2002 Appl. Opt. 41 27

    [10]

    Ohtsuka Y, Oka K 1994 Appl. Opt. 33 2633

    [11]

    Colomb T, Cuche E, Montfort F, Marquet P, Depeursinge C 2004 Opt. Commun. 231 137

    [12]

    Yokota M, Terui Y, Yamaguchi I 2006 Opt. Rev. 13 405

    [13]

    Yokota M 2008 Appl. Opt. 47 6325

    [14]

    Yokota M, Terui Y, Yamaguchi I 2007 Opt. Eng. 46 055801

    [15]

    Chen P, Tang Z L, Wang J, Fu X D, Chen F H 2012 Acta Phys. Sin. 61 104202 (in Chinese) [陈萍, 唐志列, 王娟, 付晓娣, 陈飞虎 2012 物理学报 61 104202]

    [16]

    Nomura T, Javidi B, Murata S, Nitanai E, Numata T 2007 Opt. Lett. 32 481

    [17]

    Colomb T, Drr F, Cuche E, Marquet P, Limberger H G, Salathé R P, Depeursinge C 2005 Appl. Opt. 44 4461

    [18]

    Rong L, Xiao W, Pan F, Liu S, Li R 2010 Chin. Opt. Lett. 8 653

    [19]

    Nomura T, Murata S, Nitanai E, Numata T 2006 Appl. Opt. 45 4873

    [20]

    Goldstein D 2003 Polarized Light (2nd Ed.) (New York: Marcel Dekker, Inc.) p211

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    Beckley A M, Brown T G, Alonso M A 2012 Opt. Express 20 9357

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    Nomura T, Javidi B, Murata S, Nitanai E, Numata T 2007 Opt. Lett. 32 481

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    Colomb T, Drr F, Cuche E, Marquet P, Limberger H G, Salathé R P, Depeursinge C 2005 Appl. Opt. 44 4461

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    Rong L, Xiao W, Pan F, Liu S, Li R 2010 Chin. Opt. Lett. 8 653

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    [20]

    Goldstein D 2003 Polarized Light (2nd Ed.) (New York: Marcel Dekker, Inc.) p211

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-07-01
  • 修回日期:  2013-08-12
  • 刊出日期:  2013-11-05

基于数字全息及复用技术的全场偏振态测试方法

  • 1. 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 南京 210094;
  • 2. 南京师范大学物理科学与技术学院, 南京 210097
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61205162)、中国科学院天文光学技术重点实验室开放课题基金(批准号: CAS-KLAOT-KF201204)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: 30920130111007)资助的课题.

摘要: 提出了一种在数字全息记录系统中利用偏振和角分复用技术对光场进行偏振态检测的方法. 将全息系统中的一束参考光分为偏振方向相互正交、初相位相同的两束光, 并分别与物光相同偏振方向的两个分量干涉, 形成两幅子全息图, 同时记录在一帧画面中. 为了分开记录到的物光两个分量, 系统中利用了角分复用技术, 即在两束参考光中引入不同载频, 使物光两分量的频谱位于全息图频谱面的不同区域. 通过滤波、逆傅里叶变换和衍射计算, 获取距离全息图不同位置处物光两正交分量复振幅信息. 利用复振幅信息, 可以构建被测物光的斯托克斯参量和琼斯矢量, 从而表征物光的偏振态. 实验中, 通过对一束椭圆偏振光进行偏振态测量以及对该光束在不同空间位置处的偏振态进行表征, 表明该方法可以实现光束偏振态全场测试, 并且具有较高的可靠性.

English Abstract

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