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利用断层扫描穆勒矩阵散射计量术测量纳米结构
摘要： 纳米尺度下必要仪器与计量技术的发展，尤其是快速、低成本且无损的计量技术，对实现可靠且可重复的纳米制造具有重要意义。本工作展示了我们自主研发的新型光学散射仪——层析穆勒矩阵散射仪（TMS）在光刻胶光栅测量中的应用。该仪器采用双旋转补偿器配置，通过平面波依次在不同照明方向下照射待测纳米结构并记录数据。每个照明方向下，沿各观测方向的偏振散射场均以散射穆勒矩阵形式呈现。相比传统光学散射测量法，TMS能采集更丰富的散射信息，从而确保更高的测量灵敏度与精度。我们还证实了TMS具备测定光栅间距及其他结构参数的能力，这是当前基于反射计或椭偏仪的零阶散射测量方法所无法实现的。
关键词： 逆散射、椭圆偏振测量、间距测量、衍射光栅、散射测量法、穆勒矩阵
更新于2025-09-23 15:23:52
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用于癌症诊断的多晶血膜三维穆勒矩阵扩散断层扫描
摘要： 采用含偏振与非偏振部分的微分矩阵对血片穆勒矩阵进行了分解，运用相干参考波并采用复振幅场数字全息重建算法，在此基础上解析论证并实验验证了三维穆勒矩阵漫射层析方法——实现人体血液去极化多晶薄膜线性与圆双折射涨落分布的重建。研究分析表征血片相位各向异性涨落逐层分布的一至四阶统计矩变化动态，发现最能敏感反映前列腺癌的特征参数是表征血片线性和圆双折射涨落不对称性与峰度的三、四阶统计矩。最终实现了健康供体与癌症患者血样多晶薄膜的卓越区分精度。
关键词： 偏振测量法、穆勒矩阵、血液、癌症诊断、偏振
更新于2025-09-23 15:23:52
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浸涂法制备的纤维素纳米晶体线性双折射薄膜
摘要： 通过从水解滤纸的水悬浮液中在玻璃基底上浸涂制备纤维素纳米晶体（CNC）透明薄膜。薄膜沉积过程中产生的拖曳力促使棒状CNC优先定向排列。厚度为2.8和6.0微米的薄膜表现出延迟效应，这可通过将其置于线性偏振光源与消光构型下的线性偏振片之间得到证实。采用正入射条件下随样品旋转的透射穆勒矩阵光谱椭偏测量法来表征偏振特性。对穆勒矩阵的差分分解显示线性双折射是唯一的偏振参数。这些结果表明通过简单可控的方法获得CNC双折射薄膜具有良好前景。
关键词： 穆勒矩阵、双折射、纳米晶纤维素、纳米结构薄膜
更新于2025-09-23 15:22:29
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使用双光弹调制器和旋转波片实现完整的穆勒矩阵偏振仪
摘要： 我们提出了一种基于双光弹调制器和旋转半波片的完整穆勒矩阵偏振仪。通过将半波片置于四种不同方位角，组合四个部分穆勒矩阵（每个含九个元素），从而获取样品的完整穆勒矩阵?？悸堑讲ㄆ映傥蟛畹挠跋?，我们开发了更通用的校准方法。通过测量巴比涅-索雷补偿器和脂肪乳剂样品的散射系数验证了系统精度，同时展示了不同脂肪乳剂柱密度下的退偏特性。研究还证实了该系统能同步测定光学旋转和退偏效应——实验采用0至400 mg/dl葡萄糖浓度与2%体积分数脂肪乳剂的混合溶液进行验证。
关键词： 葡萄糖测量，穆勒矩阵，散射粒子，光弹调制器，偏振测量法
更新于2025-09-10 09:29:36
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[施普林格光学科学系列] 光学与微波中的法诺共振 第219卷（物理与应用）|| 各向异性光学系统中工程化非对称法诺共振线型的穆勒矩阵方法
摘要： 在不同微纳光学系统中观测到的法诺共振因其众多潜在应用（如传感、开关、激光、滤波与高鲁棒性彩色显示、非线性及慢光器件、隐身斗篷等）而备受关注。对于多数应用而言，通过实验可调控参数对法诺共振的非对称光谱线型进行控制或调制极具价值。本章基于偏振穆勒矩阵分析提出新概念，用于调控各向异性光学系统中的法诺干涉效应及其产生的非对称光谱线型。该方法建立在各向异性法诺共振的广义模型基础上，利用两个干涉模式的差异偏振响应（各向异性）实现对法诺共振前所未有的精确调控。文中展示了该模型在耦合等离子体系统中调控法诺共振的应用实例，阐述了偏振光基础理论、斯托克斯-穆勒形式体系的数学框架以及穆勒矩阵中编码的基本偏振测量参数。通过精选案例，具体介绍了新型暗场穆勒矩阵光谱系统的特性及其在研究等离子体系统中法诺共振偏振响应的应用。最后章节展望了偏振优化的各向异性法诺共振系统在纳米尺度电磁波调控应用中的前景。
关键词： 等离子体系统、各向异性光学系统、法诺共振、穆勒矩阵、偏振控制
更新于2025-09-09 09:28:46
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椭圆偏振法——材料表征的原理与技术 || 光弹性调制成像椭圆偏振法
摘要： 基于光弹调制器（PEM）的椭偏仪采用锁相放大器或傅里叶分析技术，几乎可实时获取椭偏参数，使该系统具有测量速度快、稳定性高以及对小延迟量灵敏度高的特点。由于PEM调制频率过高而无法与相机曝光时间匹配，基于光弹调制器的方法不适用于二维椭偏测量。本文提出一种协调光脉冲与PEM调制的新技术，可冻结时变信号，从而在数秒内获取二维椭偏参数。除椭偏测量外，该方法还可扩展至其他成像偏振测量（如斯托克斯参数和穆勒矩阵）。此外，鉴于双折射色散也是偏振调制系统中的重要问题，我们提出等效相位延迟技术来解决该问题。通过不改变系统光学配置的双波长测量结果验证了该技术。前文已阐述该系统的概念与理论，下文将描述光弹调制器的一些校准问题，本章最后部分展示部分测量结果。
关键词： 成像偏振测量、光弹调制器、斯托克斯参数、双波长、穆勒矩阵、椭偏参数
更新于2025-09-09 09:28:46
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通过分析部分穆勒矩阵实现散射环境下的葡萄糖传感
摘要： 我们提出一种分析部分穆勒矩阵的方法，可同步获取旋光和退偏特性，用于散射环境下葡萄糖浓度的测量。为此采用基于双光弹调制器和旋转半波片的穆勒矩阵偏振仪，该仪器能在特定半波片方位下获取四个部分穆勒矩阵（每个含九个元素）。我们通过测量无散射和有散射条件下从正常到糖尿病范围的多种葡萄糖浓度来验证该技术，在40毫米光程比色皿中，即使存在散射介质，仍实现了0.004°的旋光测量精度和0.0004的退偏测量精度，从而获得低至20毫克/分升的葡萄糖浓度检测灵敏度。
关键词： 穆勒矩阵、葡萄糖传感、偏振测量、散射
更新于2025-09-04 15:30:14
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基于孔径分割同步偏振成像技术的穆勒矩阵获取方法
摘要： 穆勒矩阵是偏振光学领域的重要参数，如何高效准确地测量它对其实际应用具有重大意义。本文首次提出一种基于分孔径同步偏振成像技术的穆勒矩阵获取新方法。传统方法需通过联合改变入射光与出射光的偏振态（SOP）进行16次测量才能获得穆勒矩阵的16个元素，而本方法仅需改变入射光偏振态4次即可实现。这种省时且计算简便的特性源于我们特有的偏振相机——通过空间共享同一探测器，可同时记录3个线偏振态（0°、45°、90°）和1个圆偏振态，从而轻松获取全斯托克斯矢量。为验证方法有效性，我们选取由8个子偏振片拼接的特定偏振器件作为测量样本。实验结果表明，无论是穆勒矩阵还是对应图像，实测数据均与理论结果一致。我们预测该穆勒矩阵获取方法在生物医学和材料科学的快速识别领域具有广泛应用前景。
关键词： 分孔径偏振相机、穆勒矩阵、液晶可变延迟器、偏振
更新于2025-09-04 15:30:14