一种穆勒矩阵测量系统及测量方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115200712A(43)申请公布日2022.10.18(21)申请号202210724093.7(22)申请日2022.06.24(71)申请人中国科学院合肥物质科学研究院地址230031安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路350号(72)发明人张元志王贻坤王全福张洋邓国庆刘勇(74)专利代理机构合肥市浩智运专利代理事务所(普通合伙)34124专利代理师郑浩(51)Int.Cl.G01J4/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种穆勒矩阵测量系统及测量方法(57)摘要一种穆勒矩阵测量系统及测量方法，属于偏振探测技术领域，解决如何快速且完整的测量样品的穆勒矩阵问题，通过光源竖直向上发射调制光，第一垂直线偏振片用于将入射的调制光转换为线偏振光；第一相位延迟片、第二相位延迟片调制线偏振光的偏振态，数字微反射镜加载有条纹图片，带有条纹图片的线偏振光在待测生物组织中发生散射，散射光依次经过第三相位延迟片、第一相位延迟片、第二垂直线偏振片后由相机捕捉；通过第一相位延迟片、第二相位延迟片、第三相位延迟片、第四相位延迟片控制调制线偏振光的偏振态，来控制偏振光对待测生物组织的测量深度，共调制16偏振光的偏振态，提高了出射光光强值的计算精确性，能够计算出样品的完整穆勒矩阵。CN115200712ACN115200712A权利要求书1/2页1.一种基于穆勒矩阵测量系统的穆勒矩阵测量方法，其特征在于，所述的穆勒矩阵测量系统包括：光源系统(11)、起偏子系统(12)、待测样品台(13)、检偏子系统(14)；所述的光源系统(11)包括：光源(111)、透镜(112)、带通滤波器(113)；所述的起偏子系统(12)包括：数字微反射镜(121)、第一垂直线偏振片(P1)、第一相位延迟片(LCVR1)、第二相位延迟片(LCVR2)、第一成像透镜(L1)、第一反射镜(122)；所述的检偏子系统(14)包括：第二反射镜(141)、第三相位延迟片(LCVR3)、第四相位延迟片(LCVR4)、第二垂直线偏振片(P2)、第二成像透镜(L2)、相机(142)；所述的光源(111)竖直向上发射调制光，经过透镜(112)、带通滤波器(113)后产生单一波长的调制光，所述的数字微反射镜(121)将单一波长的调制光水平反射出去，沿着水平调制光的光路、从左到右依次设置第一垂直线偏振片(P1)、第一相位延迟片(LCVR1)、第二相位延迟片(LCVR2)、第一成像透镜(L1)、第一反射镜(122)，所述的数字微反射镜(121)加载有条纹图片，所述的第一垂直线偏振片(P1)用于将入射的调制光转换为线偏振光，所述的第一相位延迟片(LCVR1)、第二相位延迟片(LCVR2)用于调制线偏振光的偏振态；水平调制光经过第一垂直线偏振片(P1)、第一相位延迟片(LCVR1)、第二相位延迟片(LCVR2)、第一成像透镜(L1)后，再由第一反射镜(122)将带有条纹图片的线偏振光投射到待测样品台(13)上放置的待测生物组织表面；带有条纹图片的线偏振光在待测生物组织中发生散射，散射光通过第二反射镜(141)反射后水平射出，再依次经过第三相位延迟片(LCVR3)、第四相位延迟片(LCVR4)、第二垂直线偏振片(P2)、第二成像透镜(L2)后，由相机(142)捕捉；所述的测量方法，包括以下步骤：S1、根据待测样品的成像深度计算条纹图片的空间频率；S2、根据步骤S1计算出的空间频率，选择该空间频率下的三张不同相位的条纹图片，并将每张条纹图片加载到数字微反射镜(121)中；S3、使用起偏子系统(12)进行4次偏振态调制，检偏子系统(14)进行4次调制，两两组合，得到16组不同的偏振态组合；S4、对每组偏振态组合分别投影所述的三张不同相位的条纹图片，得到16组偏振态组合下的散射光的光强值，将每组偏振态组合下的散射光的光强值用斯托克斯矢量表示；S5、将每组偏振态组合下的散射光的光强值的斯托克斯矢量表示为检偏子系统(14)的穆勒矩阵、样品的穆勒矩阵、起偏子系统(12)的穆勒矩阵三者乘积的形式，通过取将每组偏振态组合下的散射光的光强值的斯托克斯矢量的总光强值元素，即斯托克斯矢量中的第一个元素，得到1个矩阵方程；S6、重复步骤S5，一共得到16组矩阵方程，通过求解该16组矩阵方程，从而求出样品的穆勒矩阵中的16个元素的值。2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤S1中所述的根据待测样品的成像深度计算条纹图片的空间频率的公式如下：其中，depth为定成像深度，ua为待测样品的吸收系数，us'为待测样品的散射系数，fx为条纹图片的空间频率。3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤S2中所述的三张不同相位的条纹2CN1