[发明专利]一种基于最优化模型的高速椭偏测量方法及装置

权利要求书

1.一种基于最优化模型的高速椭偏测量方法，其特征在于，包括：

S1、建立椭偏测量系统的系统模型，所述椭偏测量系统包括起偏器、光弹调制器PEM和检偏器；

所述系统模型为如下公式一所示的方程：

S_out＝R(-α₃)M_aR(α₃)R(-α₂)M_pemR(α₂)R(-α₁)M_pR(α₁)S_in；

其中，S_in、S_out分别为输入光和输出光的Stokes矢量；α₁、α₂和α₃分别为起偏器、PEM和检偏器的相对坐标旋转角度；R(α)表示相对坐标旋转角度的Muller矩阵；M_pem为PEM的Mueller矩阵；M_p、M_a分别为起偏器和检偏器的Mueller矩阵；

将入射光的Stokes矢量S_in＝[S₀，S₁，S₂，S₃]^T和所述椭偏测量系统的各系统参数代入公式一后得输出光的光总强度参量S′_out的表达式；

其中，S₀表示光的总强度，S₁表示光的x分量和y分量的强度差，S₂表示光在+45°或-45°方向线偏振分量的强度差，S₃表示光的右旋圆偏振分量与左旋圆偏振分量的强度差；

S2、根据非线性最小二乘法并结合光总强度参量S′_out的表达式进行最优化模型的逻辑设计，具体包括：对每组采集数据(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，(x₃，y₃)……(x_i，y_i)，x_i代表采集时间，y_i代表光强，以光总强度参量S′_out的表达式作为估计函数，设f(x_i)＝S′_out(x_i)-y_i为估计值S′_out(x)和观测值y的残差项，逐渐调整S′_out(x)中系统参数的取值范围，使残差项的平方和达到最小，此时可得到光总强度参量S′_out的表达式中各系统参数的拟合值；

S3、数据经预设的最优化模型处理后，得到椭偏测量系统中各系统参数的实际值，根据各系统参数的实际值反演计算得到出射光的Stokes矢量S_out。

2.根据权利要求1所述的高速椭偏测量方法，其特征在于，所述输出光的光总强度参量S′_out如下公式二：

S′_out＝0.25*(S₀+S₁*cos 2α₁+S₂*sin 2α₁)*(1+cos(2α₃-2α₂)*cos(2α₁-2α₂)+cos δ*sin(2α₃-2α₂)*sin(2α₁-2α₂))；

其中，δ为PEM的相位延迟量。

3.根据权利要求1所述的高速椭偏测量方法，其特征在于，所述残差项的平方和为：

4.根据权利要求1所述的高速椭偏测量方法，其特征在于，所述椭偏测量系统的入射光为水平线偏振光。