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测量光偏振的新工具

2019-05-28

  北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种新工具,用于根据光的单一空间采样检测和测量光的偏振,而不是先前技术所需的多个样本。新器件利用有机聚合物的独特性质而非传统硅,进行极化检测和测量。

  光由电场组成。该电场振荡,该场振荡的方向是光的偏振。如果场随机振荡,则称为非偏振光。当光线反射或被物体散射时,光线的偏振会以可预测的方式受到影响。

  “我们希望检测和测量极化,因为它可以用于各种各样的应用,”北卡罗来纳州电气和计算机工程助理教授,该研究的首席研究员Michael Kudenov说。“例如,偏振探测器可用于挑选人造材料以抵御自然表面,具有防御和安全应用。它们还可用于大气监测,测量极化以跟踪大气中颗粒的大小和分布,这对空气质量和大气研究应用都很有用。“

  新设备包含三个由有机聚合物导体制成的偏振检测器。每个检测器对偏振的特定方向敏感。当光进入装置时,第一探测器测量偏振的一个方向,并且光的其余部分通过。随后的检测器重复这一过程,有效地允许每个检测器对相同光束进行部分偏振测量。来自所有三个探测器的测量值被馈送到计算光的总偏振的模型中。

  “大多数类型的偏振光,特别是在自然环境中,具有大的线性偏振特征,”Kudenov说。“我们可以通过三次测量来计算光样本中线性偏振的状态。”

  以前的技术依赖于多个光样本,可以在不同时间或同时但从空间中的不同点拍摄,这可能影响结果的准确性。

  研究人员使用激光测试了新设备,以提供初始概念验证数据。早期测试表明,该设备可以实现低至1.2%的测量误差。

  “这是一个很好的起点,虽然不如目前市场上最好的偏振探测器,”库德诺夫说。“但是,我们乐观地认为,随着我们改进设备的设计,我们将能够显着降低测量误差。我们真的刚刚开始。”

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