穆(mù)勒(lè)矩(jǔ)陣(zhèn)測量係統的定(dìng)標是(shì)確(què)保係統準確獲取(qǔ)光(guāng)學信息(xī)的關鍵(jiàn)步(bù)驟,其(qí)核(hé)心(xīn)在於通(tōng)過已(yǐ)知(zhī)光學(xué)特(tè)性的(dí)標準(zhǔn)樣品(pǐn),對(duì)係統參數(shù)進行(háng)精(jīng)確調(tiáo)整與(yǔ)校準(zhǔn),以(yǐ)下為詳細介(jiè)紹(shào):
一,定(dìng)標(biāo)原理
穆(mù)勒矩陣(zhèn)是描(miáo)述材料對偏振光(guāng)變(biàn)換(huàn)作用的四維(wéi)矩陣,每行對(duì)應入射(shè)偏振態,每(měi)列對(duì)應出射(shè)偏(piān)振態(tài),16個(gè)元素共同(tóng)構成(chéng)材料的光(guāng)學指(zhǐ)紋。定標過程(chéng)即(jí)通(tōng)過標準(zhǔn)樣(yàng)品,確定(dìng)係統各(gè)偏(piān)振(zhèn)參數(shù)(如補償器(qì)相(xiāng)位延(yán)遲量,起偏器和(hé)檢(jiǎn)偏器方位角(jiǎo)等),使係統(tǒng)能夠(gòu)準(zhǔn)確獲(huò)取樣(yàng)品的穆勒(lè)矩陣(zhèn)。
二,定(dìng)標(biāo)步驟
準(zhǔn)備標(biāo)準樣品:選擇具(jù)有(yǒu)已(yǐ)知(zhī)光學(xué)特(tè)性的(dí)標(biāo)準樣品,如(rú)具(jù)有明(míng)確(què)偏(piān)振特性(xìng)的(dí)晶體(tǐ)或(huò)薄膜。這些樣(yàng)品(pǐn)如同定(dìng)標的(dí)“標尺(chǐ)”,為(wéi)係統提供準確的參考基準。
放(fàng)置(zhì)樣品(pǐn):將(jiāng)標(biāo)準樣品(pǐn)精確放置(zhì)在成像係統的檢測區域,確保位置(zhì)精準(zhǔn)無(wú)誤,避(bì)免偏差影響(xiǎng)定標(biāo)結果。
調(tiáo)節係統參數:調整成(chéng)像係(xì)統的光源(yuán)強(qiáng)度(dù),探測(cè)器靈(líng)敏(mǐn)度(dù)等(děng)參(cān)數,使(shǐ)係統能夠(gòu)準(zhǔn)確獲(huò)取(qǔ)標(biāo)準樣(yàng)品(pǐn)的圖像(xiàng)信息。每(měi)次參(cān)數調(tiáo)節都需詳(xiáng)細(xì)記(jì)錄(lù),以便(biàn)後續(xù)追溯(sù)和分析(xī)。
避(bì)免環境幹擾(rǎo):在定(dìng)標過程中(zhōng),需避(bì)免外(wài)界環(huán)境因素(如光(guāng)綫散(sàn)射(shè),溫(wēn)度變(biàn)化(huà)等(děng))對定(dìng)標(biāo)過程的(dí)幹擾。例(lì)如(rú),在光(guāng)綫較強的環境中,需采取(qǔ)遮光(guāng)措施;在溫(wēn)度變(biàn)化(huà)較(jiào)大(dà)的(dí)環境中,需對係統(tǒng)進行(háng)溫(wēn)度補償(cháng)。
重復測量(liáng):多次重(zhòng)復測量標準樣品(pǐn),確(què)保(bǎo)測量結果的(dí)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性(xìng)。這(zhè)如(rú)同射擊(jī)運(yùn)動(dòng)員(yuán)為命中靶(bǎ)心進行多(duō)次練習,通過多(duō)次測(cè)量可以減(jiǎn)小隨(suí)機誤差,提(tí)高定標(biāo)精度(dù)。
監測(cè)係統(tǒng)輸(shū)出信(xìn)號(hào):在(zài)定標過(guò)程中,需不(bù)斷監測(cè)係(xì)統的(dí)輸出信(xìn)號,確(què)保(bǎo)信號(hào)穩(wěn)定且符(fú)合(hé)預期(qī)。一旦信(xìn)號(hào)出(chū)現(xiàn)異(yì)常,需(xū)及時檢(jiǎn)查(chá)係(xì)統並(bìng)調整參數。
三(sān),定標方法(fǎ)
非(fēi)綫(xiàn)性回歸擬合法(fǎ):
原理(lǐ):針(zhēn)對傳統(tǒng)標定(dìng)方法(fǎ)計(jì)算(suàn)速度(dù)慢(màn),精度低的(dí)問題(tí),引(yǐn)入非(fēi)綫性回歸(guī)擬(nǐ)合(hé)的方法(fǎ)來標定(dìng)係統(tǒng)中各偏振(zhèn)參數(shù)。該方(fāng)法避(bì)免了(liǎo)傳統標定方法(fǎ)的問題,具有(yǒu)標定速度快,精度(dù)高(gāo),魯(lǔ)棒性好等特點。
步(bù)驟:使用(yòng)雙旋轉補償器型橢偏(piān)儀測量(liáng)穆勒(lè)矩陣(zhèn)已(yǐ)知的標準樣品,得到對應波長下(xià)的一(yī)組(zǔ)測量傅裏葉(yè)係數;通(tōng)過(guò)非綫(xiàn)性回(huí)歸擬(nǐ)合(hé),求解(jiě)係統(tǒng)各偏(piān)振(zhèn)參數的(dí)最優解。
雙旋轉補償(cháng)器法:
原理:通(tōng)過(guò)連續(xù)調製(zhì)或步(bù)進(jìn)旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器,改(gǎi)變(biàn)入射光的(dí)偏(piān)振態,從而獲(huò)取(qǔ)樣品的完整穆(mù)勒(lè)矩陣。該方法具有測量(liáng)速(sù)度(dù)快,精(jīng)度(dù)高(gāo)等(děng)優(yōu)點。
步驟:起偏器(qì)和檢(jiǎn)偏器(qì)保持水平(píng)透(tòu)光方(fāng)向,兩個(gè)補償器步進旋轉(zhuǎn);通過測(cè)量不同(tóng)旋(xuán)轉角度(dù)下(xià)的(dí)探(tàn)測(cè)光強(qiáng),利用綫(xiàn)性最小二乘(chéng)擬(nǐ)合得(dé)到(dào)待測樣品(pǐn)的(dí)穆勒(lè)矩陣(zhèn)。
非綫(xiàn)性擬合(hé)測(cè)量(liáng)法(fǎ):
原理(lǐ):針對中(zhōng)紅外穆勒(lè)矩陣(zhèn)橢偏(piān)儀定(dìng)標困(kùn)難(nán)的(dí)問(wèn)題,提(tí)出非綫性擬合(hé)測量(liáng)法。該方法(fǎ)通過(guò)非綫(xiàn)性(xìng)擬(nǐ)合求解係統各元器件的(dí)相位(wèi)延遲與(yǔ)方(fāng)位角等(děng)參數,實現了(liǎo)自校準測量(liáng)。
步驟(zhòu):放(fàng)入(rù)樣(yàng)品前(qián),根(gēn)據(jù)角度旋轉(zhuǎn)各器件,采集光強並擬合得(dé)到偏(piān)振(zhèn)分析矩陣(zhèn);放(fàng)入待測樣(yàng)品,再(zài)次進行測(cè)量並擬合得到偏振分(fēn)析(xī)矩(jǔ)陣;通過比較兩(liǎng)次測量的偏(piān)振(zhèn)分析(xī)矩(jǔ)陣(zhèn),求(qiú)解待測樣品(pǐn)的(dí)穆勒矩陣(zhèn)。
四,定標(biāo)注(zhù)意(yì)事項
安(ān)全(quán)性:在定標(biāo)過程(chéng)中,需注意操(cāo)作(zuò)安全。例如,在(zài)調節成像係統(tǒng)的(dí)光源時,如果光(guāng)源強度過高(gāo)可能(néng)會對操作(zuò)人(rén)員的眼睛造(zào)成(chéng)傷害(hài),因此需(xū)佩(pèi)戴(dài)合適的防護眼(yǎn)鏡(jìng)。
穩定性:係(xì)統(tǒng)參(cān)數的穩(wěn)定是定(dìng)標成功的關(guān)鍵(jiàn)。一(yī)旦參(cān)數在定(dìng)標(biāo)過程中出(chū)現波(bō)動,將(jiāng)影(yǐng)響(xiǎng)定標(biāo)結(jié)果。因(yīn)此(cǐ),需確保係統的電(diàn)源穩定,儀(yí)器(qì)設(shè)備的性(xìng)能良好。
環境(jìng)控(kòng)製:環境(jìng)的(dí)濕(shī)度和(hé)磁場(cháng)等(děng)因(yīn)素(sù)也會(huì)影響(xiǎng)定(dìng)標結(jié)果(guǒ)。因此,需盡可(kě)能將這些(xiē)影響降到最低,如將儀器放(fàng)置在(zài)幹燥(zào),無(wú)磁(cí)場幹(gān)擾(rǎo)的環境中。