1、伴隨著信息時代的來臨，人們越來越注重對信息載體的拓展。偏振作為光的本質(zhì)屬性之一，不僅其地位與光的其他主要屬性如振幅、頻率、位相是等同的，更重要的是它也可以作為信息調(diào)制的載體：物體發(fā)射或反射光束的偏振態(tài)攜帶有物體本身豐富的信息；使用偏振光與待測物體發(fā)生相互作用的過程就是將物體的信息加載到光束偏振態(tài)上的過程，對偏振態(tài)的測量和分析相當(dāng)于對加載信息的解調(diào)過程，由此可以獲取待測物體的信息。 描述光束偏振態(tài)最普遍最全面的方法，是用一組物理量

2、綱完全相同的參量——斯托克斯參量來描述的。而將描述器件性質(zhì)的米勒矩陣與斯托克斯參量相結(jié)合，能夠解決幾乎所有的偏振光傳播問題。 查閱文獻資料得知，目前國內(nèi)對斯托克斯參量的測量基本上還是停留在單光路測量，采集數(shù)據(jù)。其方法是使入射光束經(jīng)過一系列的光學(xué)元件，通過機械轉(zhuǎn)動或連續(xù)的周期性調(diào)制改變元件狀態(tài)來改變光束的偏振態(tài)，先后四次測量光強，最后計算出斯托克斯參量的四個分量。這種測量的弊端在于費時麻煩，不能測量出某個確定時刻光束的偏振態(tài)，因此

3、不能適用于脈沖激光及偏振態(tài)迅速變化的光束。而在光纖通信，尤其是相干光通信中，在環(huán)境比較惡劣的情況下，光纖中偏振態(tài)的變化速率小于10ms；在光纖傳感中，對實時性的要求也很高，要求在變化超出允許范圍時及時發(fā)出警告。所有這些都要求能夠?qū)崟r測量光的偏振態(tài)，這也是我們設(shè)計實施光束斯托克斯參量實時測量系統(tǒng)的初衷。 我們搭建的系統(tǒng)在光路的設(shè)計中引入分振幅方法，將單光路拓展為四光路，由四個統(tǒng)一定標(biāo)的光電探測器來接收探測光強。我們在器件的選取、光

4、路的設(shè)計、程序的編制、誤差分析等方面做了一些具體的工作，研制出了一套集光、機、電、算一體化的斯托克斯參量測量系統(tǒng)。針對所做的主要工作，本論文主要從以下幾個方面進行了論述： 第一章主要介紹了斯托克斯參量的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，指出對其進行實時測量的意義，并簡要概括自己的工作重點。在第二章中，主要介紹了描述光束偏振態(tài)的幾種典型方法，以及它們之間的相互關(guān)系，突出強調(diào)了斯托克斯參量表示法的普遍性和通用性。 第三章側(cè)重系統(tǒng)的理論和原理的

5、推導(dǎo)，導(dǎo)出優(yōu)化系統(tǒng)的條件，并詳細介紹定標(biāo)過程中核心問題的處理方法，最后是設(shè)計出描述偏振態(tài)差異的數(shù)學(xué)方法。 第四章是描述系統(tǒng)的核心部件——偏振無關(guān)分束鏡的設(shè)計與制作，在第三章系統(tǒng)優(yōu)化理論的指導(dǎo)下，我們采用的方法是在分束鏡的入射端面鍍單層介質(zhì)薄膜，通過對膜層折射率和厚度的選取以及對棱鏡結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使分束鏡對于參考波長為λ的光束，以一定的入射角φ入射時，能夠?qū)τ诎瑓⒖疾ㄩL在內(nèi)的一定帶寬實現(xiàn)偏振無關(guān)的分束。 在第五章中我們首先