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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113281256A(43)申请公布日2021.08.20(21)申请号202110605491.2(22)申请日2021.05.31(71)申请人中国科学院长春光学精密机械与物理研究所地址130033吉林省长春市经济技术开发区东南湖大路3888号(72)发明人罗敬(74)专利代理机构长春中科长光知识产权代理事务所(普通合伙)22218代理人高一明郭婷(51)Int.Cl.G01N21/01(2006.01)G01N21/21(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称穆勒矩阵测量装置及其测量方法(57)摘要本发明涉及一种穆勒矩阵的测量装置及其测量方法。穆勒矩阵的测量装置,包括起偏光路、检偏光路和传递光路,传递光路包括分光组件、第一透镜组、小孔光阑和平面反射镜。待检测光学系统放置在传递光路中的小孔光阑和平面反射镜之间,并使得待检测光学系统的焦点与第一透镜组的焦点重合,平面反射镜的口径大于待测光学系统的有效通光口径。穆勒矩阵的测量装置通过增加传递光路来实现对大口径、非平面的复杂光学系统偏振特性的测量。在该测量装置及其测量方法中,采用普通口径的偏振光学元件即可实现大口径复杂光学系统偏振特性的测量。本发明的自准直光路设计确保了光线均正入射到平面反射镜,减小了平面反射镜引入的测量误差,提高了测量精度。CN113281256ACN113281256A权利要求书1/3页1.一种穆勒矩阵的测量装置,包括起偏光路和检偏光路,其特征在于,还包括位于所述起偏光路光束出射方向的传递光路;所述传递光路包括依次沿光路方向设置的分光组件(1)、第一透镜组(2)、位于所述第一透镜组(2)焦点处的小孔光阑(3)、位于待测光学系统(13)的光束出射端的平面反射镜(4);所述待检测光学系统(13)放置于所述小孔光阑(3)和所述平面反射镜(4)之间,所述待测光学系统(13)的焦点与所述第一透镜组(2)的焦点重合;所述起偏光路发出偏振态被调制的光束,经过所述分光组件(1)分光,透射光束经第一透镜组(2)汇聚于所述待测光学系统(13)的焦点处,再经所述小孔光阑(3)入射至所述待测光学系统(13),变为平行光束后经所述平面反射镜(4)自准直反射,并沿原光路返回,依次通过所述小孔光阑(3)和所述第一透镜组(2)后,经所述分光组件(1)反射进入所述检偏光路,通过计算获得所述待测光学系统(13)的穆勒矩阵。2.根据权利要求1所述的穆勒矩阵的测量装置,其特征在于,平面反射镜(4)的口径大于待检测光学系统(13)的有效通光口径。3.根据权利要求1所述的穆勒矩阵的测量装置,其特征在于,所述小孔光阑(3)的通光口径大于待测光学系统(13)的艾利斑直径其中R、f和D分别为待测光学系统(13)的艾利斑直径、有效焦距和有效通光口径,λ为有效光谱范围内的最大波长。4.根据权利要求1所述的穆勒矩阵的测量装置,其特征在于,所述分光组件(1)包括分光面相互正交放置的第一分光棱镜(101)和第二分光棱镜(102);经所述平面反射镜(4)反射沿原光路返回的光束经所述第一分光棱镜(101)反射折转至所述第二分光棱镜(102),再经所述第二分光棱镜(102)的反射折转进入所述检偏光路。5.根据权利要求1所述的穆勒矩阵的测量装置,其特征在于,所述第一透镜组(2)经消偏振处理,以降低所述第一透镜组(2)对光束偏振态的改变。6.根据权利要求1‑5中任意一项所述的穆勒矩阵的测量装置,其特征在于,所述起偏光路包括依次沿光路方向设置的光源(5)、第二透镜组(6)、起偏器(7)、第一相位补偿器(8);所述光源(5)发出光强、偏振态、波长稳定的光束,经所述第二透镜组(6)准直后,经所述起偏器(7)变为线偏振光束,所述线偏振光束进入所述第一相位补偿器(8)被调制后,入射至所述传递光路。7.根据权利要求6所述的穆勒矩阵的测量装置,其特征在于,所述检偏光路包括依次沿光路方向设置的第二相位补偿器(9)、检偏器(10)、第三透镜组(11)、接收光强信号的光电探测器(12);经所述平面反射镜(4)反射沿原光路返回的光束,经所述分光组件(1)反射折转进入所述第二相位补偿器(9),其偏振态被调制后,进入所述检偏器(10),经所述第三透镜组(11)汇聚至所述光电探测器(12)进行光强探测。8.一种穆勒矩阵测量的方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、起偏光路发出的偏振光束进入传递光路;所述偏振光束经过所述传递光路的分光组件(1)后被分光,其中透射光束依次经第一透镜组(2)、小孔光阑(3)、待测光学系统(13)、平面反射镜(4),经平面反射镜(4)自准直反射后再沿原光路返回,进入检偏光路,其偏振态2CN113281256A权利要求书2/3页被解