Simultaneous measurement of phase and spatially variant elliptical polarization of light fields

同时测量光场的相位和空间变化椭圆偏振

基本信息

项目摘要

Polarization elements which are based on subwavelength structures increasingly find applications in optics. An example is the generation of radially polarized light which may be used in microscopy to create particularly small rotationally symmetric foci. Aside from the polarization, however, such elements in general affect the phase of the incident light field. Therefore, the simultaneous measurement of the polarization state and the phase of the light field is an important task. Up to now, phase and polarization can only be separately determined, via Stokes measurements for the polarization and interferometric measurements for the phase. When a light field with a spatially varying polarization is used in an interferometer to determine the phase, however, regions in the interferogram with vanishing contrast exist where the polarizations of object and reference beam are orthogonal. The measurement can only be performed in the regions with good contrast, and the orientation of these regions to each other is not clear. For generally polarized light, a determination of the phase for the whole area is therefore not possible with standard methods. To overcome these problems, a novel measurement method is proposed which enables the simultaneous determination of the phase and a general, i. e. spatially variant elliptical polarization state of light within one single measurement process. The solution consists in extending the well known procedure of phase shifting interferometry by an additional variation of the reference polarization. By means of such a polarization and phase shifting interferometry the additional information about the object wave can be gained.
基于亚波长结构的偏振元件越来越多地在光学领域得到应用。一个例子是产生径向偏振光,其可用于显微镜中以创建特别小的旋转对称焦点。然而,除了偏振之外,这些元件通常还会影响入射光场的相位。因此,同时测量光场的偏振态和相位是一项重要的任务。到目前为止,相位和偏振只能通过偏振的斯托克斯测量和相位的干涉测量来单独确定。然而,当在干涉仪中使用具有空间变化偏振的光场来确定相位时,干涉图中存在对比度消失的区域,其中物体和参考光束的偏振是正交的。测量只能在对比度良好的区域进行,并且这些区域彼此的方向并不明确。因此,对于一般偏振光,用标准方法不可能确定整个区域的相位。为了克服这些问题,提出了一种新颖的测量方法,该方法能够同时确定相位和一般的相位,即相位。 e.在一次测量过程中光的空间变化椭圆偏振态。该解决方案包括通过参考偏振的附加变化来扩展众所周知的相移干涉测量程序。通过这种偏振和相移干涉测量,可以获得有关物波的附加信息。

项目成果

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Polarization and phase-shifting interferometry for arbitrary, locally varying polarization states
  • DOI:
    10.1364/ao.56.001422
  • 发表时间:
    2017-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    S. Rothau;Christine Kellermann;S. Mayer;K. Mantel;N. Lindlein
  • 通讯作者:
    S. Rothau;Christine Kellermann;S. Mayer;K. Mantel;N. Lindlein
Polarization and phase shifting interferometry
偏振和相移干涉测量
  • DOI:
    10.1117/12.2269720
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Rothau;K. Mantel;N. Lindlein
  • 通讯作者:
    N. Lindlein
Simultaneous measurement of phase transmission and birefringence of an object under test.
  • DOI:
    10.1364/ao.57.004849
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    S. Rothau;K. Mantel;N. Lindlein
  • 通讯作者:
    S. Rothau;K. Mantel;N. Lindlein
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