CN103093013A - 一种仿真装置及仿真方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种仿真装置，包括：参数提取模块，用于提取琼斯矩阵模型的偏振光输入参数、偏振参数、偏振光检测参数；代码处理模块，用于生成分别描述参数提取模块提取的偏振光输入参数、偏振参数、偏振光检测参数的程序代码；运行模块，用于运行代码处理模块生成的程序代码，得到描述光偏振器件偏振效果的数据；输出模块，用于输出运行模块运行得到的描述光偏振器件偏振效果的数据。本发明实施例还公开了一种仿真方法。采用本发明，在测试光偏振器件的偏振效果时，无需搭建实体测试设备，也无需消耗光偏振器件材料，减少了测试光偏振器件偏振效果时的成本投入，避免了测试光偏振器件偏振效果过程中光偏振器件制作材料的消耗。

Description

一种仿真装置及仿真方法

技术领域

本发明涉及光偏振器件偏振效果的测试领域，具体而言，尤其涉及一种用于测试光偏振器件偏振效果的仿真装置及仿真方法。

背景技术

当前，偏振光有着非常广泛的用途，例如，可用于分析机械的各个部件之间的应力分布、用于测试溶液的浓度等。当然，偏振光在生物、医学、航空等领域也有广泛的应用。

不同用途的偏振光，其可能由不同的光偏振器件产生，也可能由同一光偏振器件产生。基于偏振光的广泛应用，测试产生偏振光的光偏振器件的偏振效果，也成为了一个重要的研究课题。

现有技术中，测试光偏振器件的偏振效果的方法为：

通过构建精密的测量仪器组，包括起偏器、检偏器、光屏、支撑台、支柱、检测台、步进电机、计算机等，来检测光偏振器件对光的偏振效果。在整套测试设备中，可通过改变起偏器透光轴与X轴的夹角、检偏器透光轴与X轴的夹角以及光偏振器件长轴与X轴的夹角等，来测定光偏振器件的不同偏振效果。

在上述测试过程中，不仅需要耗费大量的时间，并且构建整套测试设备也需要投入大量的成本，以及还需要消耗较多的光偏振器件制作材料。因此如何构建一种性价比更高的测试光偏振器件偏振效果的系统成了亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种仿真装置及仿真方法，能够减少测试光偏振器件偏振效果时的成本投入，避免了测试光偏振器件偏振效果过程中光偏振器件制作材料的消耗。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种仿真装置，包括：

参数提取模块，用于提取琼斯矩阵模型的偏振光输入参数、偏振参数、以及偏振光检测参数；

代码处理模块，用于生成分别描述所述参数提取模块提取的偏振光输入参数、偏振参数、偏振光检测参数的程序代码；

运行模块，用于运行所述代码处理模块生成的程序代码，得到描述光偏振器件偏振效果的数据；

输出模块，用于输出所述运行模块运行得到的描述所述光偏振器件偏振效果的数据。

其中，所述偏振光输入参数包括偏振光的振幅、起偏器透光轴与X轴的夹角，谐振因子；所述偏振参数包括所述光偏振器件长轴与X轴的夹角参数、所述光偏振器件引入的相位差；所述偏振光检测参数为检偏器透光轴与X轴的夹角。

其中，所述仿真装置还包括：

参数接收模块，用于接收用户输入的调节所述起偏器透光轴与X轴的夹角、光偏振器件长轴与X轴的夹角、所述光偏振器件引入的相位差、以及检偏器透光轴与X轴的夹角中的至少一个参数；

所述代码处理模块，还用于根据所述参数接收模块接收到的参数，调节所述参数对应的程序代码。

其中，所述输出模块输出的描述所述光偏振器件偏振效果的数据包括：

所述偏振光穿过光偏振器件后的偏振状态、光强、X轴上的光强、Y轴上的光强中的至少一个。

其中，所述输出模块用于以图形格式输出所述运行模块运行得到的描述所述光偏振器件偏振效果的数据。

相应地，本发明实施例还提供了一种仿真方法，包括：

提取琼斯矩阵模型的偏振光输入参数、偏振参数、以及偏振光检测参数；

生成描述所述偏振光输入参数的程序代码、生成描述所述偏振参数的程序代码、生成描述所述偏振光检测参数的程序代码；

运行所述程序代码，得到描述光偏振器件偏振效果的数据；

输出所述描述所述光偏振器件偏振效果的数据。

其中，所述偏振光输入参数包括偏振光的振幅、起偏器透光轴与X轴的夹角，谐振因子；所述偏振参数包括所述光偏振器件长轴与X轴的夹角参数、所述光偏振器件引入的相位差；所述偏振光检测参数为检偏器透光轴与X轴的夹角。

其中，在生成描述所述偏振光输入参数的程序代码、生成描述所述偏振参数的程序代码、生成描述所述偏振光检测参数的程序代码之后，还包括：

接收用户输入的调节所述起偏器透光轴与X轴的夹角、光偏振器件长轴与X轴的夹角、所述光偏振器件引入的相位差、或检偏器透光轴与X轴的夹角中的至少一个参数；

调节所述生成的程序代码中该参数对应的程序代码。

其中，所述输出的描述所述光偏振器件偏振效果的数据包括：

所述偏振光穿过光偏振器件后的偏振状态、光强、X轴上的光强、Y轴的上的光强中的至少一个。

其中，所述输出所述描述所述光偏振器件偏振效果的数据，包括：

以图形格式输出所述描述所述光偏振器件偏振效果的数据。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

能够根据提取的琼斯矩阵模型中的偏振光输入参数、偏振参数、以及偏振光检测参数，对应生成描述描述所述偏振光输入参数的程序代码、描述所述偏振参数的程序代码、描述所述偏振光检测参数的程序代码，通过运行生成的各程序代码，即可得到并输出描述光偏振器件偏振效果的数据。如此设计，在测试光偏振器件的偏振效果时，无需搭建实体测试设备，也无需消耗光偏振器件材料，减少了测试光偏振器件偏振效果时的成本投入，避免了测试光偏振器件偏振效果过程中光偏振器件制作材料的消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种仿真装置第一实施例的结构示意图；

图2是本发明的一种仿真装置第二实施例的结构示意图；

图3是本发明的一种仿真方法第一实施例的流程示意图；

图4是本发明的一种仿真方法第二实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，是本发明提供的一种仿真装置第一实施例的结构示意图，所述仿真装置用于测试光偏振器件偏振效果，包括：

参数提取模块11，用于提取琼斯矩阵模型的偏振光输入参数、偏振参数、以及偏振光检测参数；

任一偏振光通过一光偏正器件后的偏振情况，均可以表达成一个由两个分量构成的光矢量。例如，若定义沿Z轴传播的偏振光穿过一光偏振器件后，光矢量在X-Y坐标轴上的投影为：

$\left(\begin{array}{c}{E}_X\left(t\right)\\ E_Y\left(t\right)\end{array}\right)=E_O\left(\begin{array}{c}{E}_{\mathrm{ox}}{e}^{i(\mathrm{kz}-\mathrm{wt}+\mathrm{\φx})}\\ E_{\mathrm{oy}}{e}^{i(\mathrm{kz}-\mathrm{wt}+\mathrm{\φy})}\end{array}\right)=E_o{e}^{i(\mathrm{kz}-\mathrm{wt})}\left(\begin{array}{c}{E}_{\mathrm{ox}}{e}^{\mathrm{i\φx}}\\ E_{\mathrm{oy}}{e}^{\mathrm{i\φy}}\end{array}\right)........\left(1\right)$

其中，

为该偏振光入射光偏振器件之前的光矢量表达式，E_o为该偏振光的振幅，wt为该偏振光的谐振因子。 $\left(\begin{array}{c}{E}_{\mathrm{ox}}{e}^{\mathrm{j\φx}}\\ E_{\mathrm{oy}}{e}^{\mathrm{i\φy}}\end{array}\right)$ 为X-Y坐标系中的琼斯矢量，E_ox为该偏振光从光偏振器件射出后振幅在X轴上的投影，E_oy为该偏振光从光偏振器件射出后振幅在Y轴上的投影，φx为该偏振光从光偏振器件射出后在X轴方向上的相位，φy为该偏振光从光偏振器件射出后在Y轴方向上的相位。

由于X-Y坐标系中的任一矢量均可由分解为X轴和Y轴的上的两个分量，因此，由公式(1)可知，偏振光穿过光偏振器件后的偏振情况，均可表示为：

$\left[\begin{array}{c}{E}_X^{\′}\\ E_Y^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{E}_X\\ E_Y\end{array}\right]*M.......\left(2\right)$

公式(2)称为光偏振器件的琼斯矩阵模型，任一偏振光穿过光偏振器件后的偏振情况，均可表示为该偏振光与某一矩阵的乘积。其中，E_X为沿Z轴传播的偏振光入射光偏振器件前在X轴上的投影，E_Y为该偏振光入射光偏振器件前在Y轴上的投影。E′_X为该偏振光穿过光偏振器件后在X轴上的投影，E′_Y为该偏振光穿过光偏振器件后在Y轴上的投影，该矩阵M称为琼斯矩阵。

其中，M的通用表达式为：

$\left[M\right]=\left[\begin{array}{cc}{\cos }^2\mathrm{\θ}+{\sin }^2\mathrm{\θexp}\left(\mathrm{j\Δ\φ}\right)& \sin \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\θ}[1-\exp \left(\mathrm{j\Δ\φ}\right)\\ \sin \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\θ}[1-\mathrm{xep}\left(\mathrm{j\Δ\φ}\right)]& {\sin }^2\mathrm{\θ}+{\cos }^2\mathrm{\θexp}\left(\mathrm{j\Δ\φ}\right)\end{array}\right]........\left(3\right)$

在琼斯矩阵中，有两个重要的参数，即θ和Δφ。其中，θ为光偏振器件长轴与X轴的夹角，Δφ＝φ_y-φ_x，为光偏振器件引入的相位差。

再请参看公式(1)，穿过光偏振器件后的偏振光，两个分量的振幅比为

该振幅比由入射偏振光与X轴的夹角决定，该夹角也称为起偏器透光轴与X轴的夹角。由此，可以确定起偏器的透光轴与X轴的夹角为：

α＝tan^-1(E_0y/E_0x).......(4)

本发明实施例描述光偏振器件的琼斯矩阵模型中，包括多个输入参数，例如，偏振光输入参数、偏振参数，以及偏振光检测参数等。

其中，偏振光输入参数包括入射偏振光的振幅大小E_O，谐振因子wt等，其中e为常量，还包括起偏器透光轴与X轴的夹角。其中，起偏器的作用是将一入射的自然光转换成具有特定夹角(即α夹角)偏振方向的线偏振光。

偏振参数包括：光偏振器件长轴(也称为光偏振器件的长轴或u轴)与X轴的夹角，光偏振器件引入的相位差等。光偏振器件能够将入射的偏振光分解成两道偏振方向相互垂直的两个分量，这两个分量的相位差即是光偏振器件引入的。光偏振器件不会改变入射偏振光的振幅，但会改变该偏振光两个分量的相位差。

具体地，偏振光入射光偏振器件时，X轴分量的相位和Y轴分量的相位相同，而该偏振光从光偏振器件射出时，X轴分量的相位和Y轴分量的相位有一定的相位差，该相位差是光偏振器件引入的，由光偏振器件的厚度、偏振光波长、寻常光和异常光的折射率决定，其表达式为：

$\mathrm{\Δ\φ}=k_0\mathrm{\ΔL}=k_{0}d(n_e-n_o)=\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_0}d(n_e-n_o).......\left(5\right)$

其中，d为光偏振器件的厚度，λ₀为偏振光波长，n_e为光偏振器件寻常光的折射率，n_o光偏振器件异常光的折射率。在偏振光波长、光偏振器件材料确定的情况下，其引入的相位差仅由光偏振器件的厚度决定。

为了很好地检测偏振光从光偏振器件射出后的偏振状态，本发明实施例中，琼斯矩阵模型还引入了偏振光检测参数，该偏振光检测参数为描述检偏器透光轴与X轴的夹角的参数。检偏器的作用是根据偏振光检测参数，合成经光偏振器件分解后的两个分量。通过改变偏振光检测参数，即改变检偏器透光轴与X轴的夹角，即能够检测该光束的偏振状态。

所述仿真装置还包括：

代码处理模块12，用于生成分别描述所述参数提取模块11提取的偏振光输入参数、偏振参数、偏振光检测参数的程序代码；

参数提取模块11提取的所有参数的值都是已知的，代码处理模块12根据各个参数描述的含义，相应生成描述偏振光输入参数的程序代码、描述偏振参数的程序代码以及描述偏振光检测参数的程序代码。

运行模块13，用于运行所述代码处理模块12生成的程序代码，得到描述所述光偏振器件偏振效果的数据。

由于琼斯矩阵模型能够描述一偏振光穿过光偏振器件后的偏振情况，而本发明实施例中，通过各个程序代码来描述琼斯矩阵模型以及运行描述偏振光输入参数的程序代码、描述偏振参数的程序代码以及描述偏振光检测参数的程序代码，即模拟出了偏振光穿过光偏振器件后的偏振情况，进而得到描述该光偏振器件偏振效果的数据。

输出模块14，用于输出所述运行模块运行得到的描述所述光偏振器件偏振效果的数据。

其中，输出模块14输出的描述该光偏振器件偏振效果的数据包括：

所述偏振光穿过光偏振器件后的光强、所述偏振光穿过光偏振器件后在X轴上的光强、所述偏振光穿过光偏振器件后在Y轴上的光强、或所述偏振光穿过光偏振器件后的偏振状态中的一个或多个。其中，偏振光穿过光偏振器件后的偏振状态包括：线性偏振态、椭圆偏振态、或圆形偏振态中的任意一个。

本发明实施例的仿真装置，代码处理模块12能够根据信息提取模块11提取的琼斯矩阵模型中的偏振光输入参数、偏振参数、偏振光检测参数，对应生成描述相应参数的程序代码，通过运行模块13运行代码处理模块12生成的程序代码，即可得到描述所述光偏振器件偏振效果的数据，以及通过输出模块14输出该数据。如此设计，在测试光偏振器件的偏振效果时，无需搭建实体测试设备，也无需消耗光偏振器件材料，减少了测试光偏振器件偏振效果时的成本投入，避免了光偏振器件制作材料的消耗。

需要说明的一点是，本发明实施例的运行模块13可以由matlab软件实现，运用matlab软件运行生成的描述琼斯矩阵模型各个参数的程序代码，并结合matlab软件强大的矩阵计算功能，即能够很快地得到描述光偏振器件偏振效果的数据，从而缩减了测试时间，提高了测试效率。

进一步地，本发明实施例中的输出模块14，具体可以用于以图形格式输出所述运行模块13运行得到的描述所述光偏振器件偏振效果的数据。其中，输出模块14也可以由matlab软件实现，运用matlab软件的绘图功能，即能够将运行模块13运行得到的描述所述光偏振器件偏振效果的数据用图形格式输出。如此设计，使得该仿真装置能够更直观地将光偏振器件的偏振效果呈现在用户面前。

需要说明的另一点是，本发明实施例的仿真装置，可以测试一切具有光偏振作用的器件，例如波片等。运用本发明实施例公开的仿真装置来测试波片的偏振效果时，无需消耗波片制作材料，避免了测试光偏振器件偏振效果过程中光偏振器件制作材料的消耗。

请参看图2，是本发明提供的一种仿真装置第二实施例的结构示意图，本实施例与图1实施例的区别在于，所述仿真装置还包括：

参数接收模块15，用于接收用户输入的调节所述起偏器透光轴与X轴的夹角、光偏振器件长轴与X轴的夹角、所述光偏振器件引入的相位差、或检偏器透光轴与X轴的夹角中的至少一个参数；

所述代码处理模块12，还用于根据所述参数接收模块15接收到的参数，调节其生成的程序代码中该参数对应的程序代码。

具体实现中，参数接收模块15可由matlab软件guide环境中用户界面的控件来实现。启动matlab软件后，进入guide界面，在用户界面添加相应的控件，例如，添加调节所述起偏器透光轴与X轴的夹角的控件、添加光偏振器件长轴与X轴的夹角的控件、添加所述光偏振器件后引入的相位差的控件、以及添加检偏器透光轴与X轴的夹角的控件等。如此设计，使得用户界面的控件能够接收用户输入的需要调节的参数，并将接收到的参数传送给代码处理模块12。代码处理模块12根据该参数，调节生成的程序代码中该参数对应的程序代码，以及将调节后的代码程序传输给运行模块13。运行模块13运行经代码处理模块12调节后的程序代码，即可得到参数调节后的光偏振器件偏振效果的数据。

与现有技术相比，用户不用再进行调节实体透光轴与X轴的夹角以及更换拨片等操作，方便了用户使用，加快了测试速度，缩减了测试时间，提高了测试效率。

并且，本实施例中，由于用户能够通过参数接收模块15准确地调整各可调节的参数，如起偏器透光轴与X轴的夹角、光偏振器件长轴与X轴的夹角、所述光偏振器件引入的相位差、以及检偏器透光轴与X轴的夹角等，从而使得最后得到的描述光偏振器件偏振效果的数据更加精确。

采用本发明实施例的仿真装置，通过参数接收模块15、代码处理模块12的相互配合，能够调节检偏器透光轴与X轴的夹角、波片长轴与X轴的夹角、起偏器透光轴与X轴的夹角，以及波片引入的相位差等参数，如此则能够很快地测试出一种或多种具有特定光强及相位差的波片，并将该波片进行组合，封装，即可得到具有一定特性的超材料。

上述图1-图2对本发明的仿真装置进行了详细描述，下面，结合图3-图4，对本发明提供的一种用于测试光偏振器件偏振效果的方法流程进行详细描述。

请参考图3，请本发明的一种仿真方法的第一实施例的流程示意图，所述方法用于测试光偏振器件偏振效果，包括：

步骤S31，提取琼斯矩阵模型的偏振光输入参数、偏振参数、以及偏振光检测参数；

任一偏振光通过一光偏正器件后的偏振情况，均可以表达成一个由两个分量构成的光矢量。例如，若定义沿Z轴传播的偏振光穿过一光偏振器件后，光矢量在X-Y坐标轴上的投影如公式(1)所示。

其中，

为该偏振光入射光偏振器件之前的光矢量表达式，E_o为该偏振光的振幅，wt为该偏振光的谐振因子。 $\left(\begin{array}{c}{E}_{\mathrm{ox}}{e}^{\mathrm{j\φx}}\\ E_{\mathrm{oy}}{e}^{\mathrm{i\φy}}\end{array}\right)$ 为X-Y坐标系中的琼斯矢量，E_ox为该偏振光从光偏振器件射出后振幅在X轴上的投影，E_oy为该偏振光从光偏振器件射出后振幅在Y轴上的投影，φx为该偏振光从光偏振器件射出后在X轴方向上的相位，φy为该偏振光从光偏振器件射出后在Y轴方向上的相位。

由于X-Y坐标系中的任一矢量均可由分解为X轴和Y轴的上的两个分量，因此，由公式(1)可知，偏振光穿过光偏振器件后的偏振情况，均可由公式(2)来表示。

其中，公式(2)称为光偏振器件的琼斯矩阵模型，任一偏振光穿过光偏振器件后的偏振情况，均可表示为该偏振光与某一矩阵的乘积。其中，E_X为沿Z轴传播的偏振光入射光偏振器件前在X轴上的投影，E_Y为该偏振光入射光偏振器件前在Y轴上的投影。E′_X为该偏振光穿过光偏振器件后在X轴上的投影，E′_Y为该偏振光穿过光偏振器件后在Y轴上的投影，该矩阵M称为琼斯矩阵。

其中，M的通用表达式如公式(3)所示。在琼斯矩阵M中，有两个重要的参数，即θ和Δφ，其中，θ为光偏振器件长轴与X轴的夹角，Δφ＝φ_y-φ_x，为光偏振器件引入的相位差。

再请参看公式(1)，穿过光偏振器件后的偏振光，两个分量的振幅比为该振幅比由入射偏振光与X轴的夹角决定，该夹角也称为起偏器透光轴与X轴的夹角。由此，可以确定起偏器的透光轴与X轴的夹角，由公式(4)决定。

本发明实施例描述光偏振器件的琼斯矩阵模型中，包括多个输入参数，例如，偏振光输入参数、偏振参数，以及偏振光检测参数等。

其中，偏振光输入参数包括入射偏振光的振幅大小E_O，谐振因子wt等，其中e为常量，还包括起偏器透光轴与X轴的夹角。其中，起偏器的作用是将一入射的自然光转换成具有特定夹角(即α夹角)偏振方向的线偏振光。

偏振参数包括：光偏振器件长轴(也称为光偏振器件的长轴或u轴)与X轴的夹角，光偏振器件引入的相位差等。光偏振器件能够将入射的偏振光分解成两道偏振方向相互垂直的两个分量，这两个分量的相位差即是光偏振器件引入的。光偏振器件不会改变入射偏振光的振幅，但会改变该偏振光两个分量的相位差。

具体地，偏振光入射光偏振器件时，X轴分量的相位和Y轴分量的相位相同，而该偏振光从光偏振器件射出时，X轴分量的相位和Y轴分量的相位有一定的相位差，该相位差是光偏振器件引入的，由光偏振器件的厚度、偏振光波长、寻常光和异常光的折射率决定，其表达式如公式(5)所示。

其中，d为光偏振器件的厚度，λ₀为偏振光波长，n_e为光偏振器件寻常光的折射率，n_o光偏振器件异常光的折射率。在偏振光波长、光偏振器件材料确定的情况下，其引入的相位差仅由光偏振器件的厚度决定。

为了很好地检测偏振光从光偏振器件射出后的偏振状态，本发明实施例中，琼斯矩阵模型还引入了偏振光检测参数，该偏振光检测参数为描述检偏器透光轴与X轴的夹角的参数。检偏器的作用是根据偏振光检测参数，合成经光偏振器件分解后的两个分量。通过改变偏振光检测参数，即改变检偏器透光轴与X轴的夹角，即能够检测该光束的偏振状态。

步骤S32，生成描述所述偏振光输入参数的程序代码、生成描述所述偏振参数的程序代码、生成描述所述偏振光检测参数的程序代码；

其中，提取的所有参数的值都是已知的，根据各个已至参数描述的含义，相应生成描述各个参数的程序代码。

步骤S33，运行所述程序代码，得到描述所述光偏振器件偏振效果的数据；

由于琼斯矩阵模型能够描述一偏振光穿过光偏振器件后的偏振情况，而本发明实施例中，通过各个程序代码来描述琼斯矩阵模型以及运行描述偏振光输入参数的程序代码、描述偏振参数的程序代码以及描述偏振光检测参数的程序代码，即模拟出了偏振光穿过光偏振器件后的偏振情况，进而得到描述该光偏振器件偏振效果的数据。

步骤S34，输出所述描述所述光偏振器件偏振效果的数据。

其中，输出的描述该光偏振器件偏振效果的数据包括：

所述偏振光穿过光偏振器件后的光强、所述偏振光穿过光偏振器件后在X轴上的光强、所述偏振光穿过光偏振器件后在Y轴上的光强、或所述偏振光穿过光偏振器件后的偏振状态中的一个或多个。其中，偏振光穿过光偏振器件后的偏振状态包括：线性偏振态、椭圆偏振态、或圆形偏振态中的任意一个。

例如，在本发明实施例的一种具体应用中，生成描述琼斯矩阵模型各个参数的程序代码能够被matlab软件识别，并由matlab软件运行各个参数的程序代码，结合matlab语言的强大矩阵计算功能，即能够很快地得到描述光偏振器件偏振效果的数据，如此则缩减了测试光偏振器件偏振效果的时间，提高了测试效率。并且，由于由matlab软件输出描述光偏振器件偏振效果的数据，结合matlab软件的绘图功能，即能够将描述所述光偏振器件偏振效果的数据以图形格式输出。如此设计，使得该仿真方法能够更直观地将光偏振器件的偏振效果呈现在用户面前。

本发明实施例的仿真方法，能够根据提取的琼斯矩阵模型中的偏振光输入参数、偏振参数、偏振光检测参数，生成描述所述偏振光输入参数的程序代码、生成描述所述偏振参数的程序代码、生成描述所述偏振光检测参数的程序代码，通过运行该生成的程序代码，即可得到描述所述光偏振器件偏振效果的数据，以及通过输出该数据。如此设计，在测试光偏振器件的偏振效果时，无需搭建实体测试设备，也无需消耗光偏振器件材料，减少了测试光偏振器件偏振效果的成本投入，避免了测试光偏振器件偏振效果过程中光偏振器件制作材料的消耗。

需要说明的一点是，本发明实施例的仿真方法，可以测试一切具有光偏振作用的器件，例如波片等。运用本发明实施例公开的仿真方法来测试波片的偏振效果时，无需消耗波片制作材料，避免了波片制作材料的消耗。

请参考图4，是本发明提供的一种仿真方法的第二实施例的流程示意图，所述仿真方法用于测试光偏振器件偏振效果的，包括：

步骤S41，提取琼斯矩阵模型的偏振光输入参数、偏振参数、以及偏振光检测参数；

步骤S42，生成描述所述偏振光输入参数的程序代码、生成描述所述偏振参数的程序代码、生成描述所述偏振光检测参数的程序代码；

本实施例中，步骤S41-步骤S42的操作与图3实施例中步骤S31-步骤S32的操作相同，在此不赘述。

步骤S45，运行所述程序代码，得到描述所述光偏振器件偏振效果的数据；

步骤S46，输出所述得到的描述所述光偏振器件偏振效果的数据。

本实施例中，步骤S45-步骤S46的操作与图3实施例中步骤S33-步骤S34的操作相同，在此不赘述。

本实施例与图3所示的实施例的区别在于，在执行步骤S45之前，还需要执行步骤S43-S44；

步骤S43，接收用户输入的调节所述起偏器透光轴与X轴的夹角、光偏振器件长轴与X轴的夹角、所述光偏振器件引入的相位差、或检偏器透光轴与X轴的夹角中的至少一个参数；

步骤S44，调节所述生成的程序代码中该参数对应的程序代码；

步骤S43中，可利用matlab软件guide环境中用户界面的控件来实现参数的接收。具体地，在启动matlab软件后，进入guide界面，在用户界面添加相应的控件，例如，添加调节所述起偏器透光轴与X轴的夹角的控件、添加所述光偏振器件长轴与X轴的夹角的控件、添加所述光偏振器件后引入的相位差的控件、以及添加检偏器透光轴与X轴的夹角的控件等。如此设计，使得用户界面的控件能够接收用户输入的需要调节的参数。步骤S44中，根据步骤S43中接收到的参数，相应调节所述生成的程序代码中该参数对应的程序代码。最后，运行调节后的代码程序，即可得到参数调节后的光偏振器件偏振效果的数据。

与现有技术相比，用户不用再调节实体透光轴与X轴的夹角以及更换拨片等操作，方便了用户使用，加快了用户的测试速度，缩减了测试时间，提高了测试效率。

并且，本实施例中，由于用户能够通过guide界面中用户界面的控件，准确地调整各个可调节的参数，如起偏器透光轴与X轴的夹角、光偏振器件长轴与X轴的夹角、所述光偏振器件引入的相位差、以及检偏器透光轴与X轴的夹角等，从而使得最后得到的描述光偏振器件偏振效果的数据更加精确。

采用本发明实施例的仿真方法，通过调节检偏器透光轴与X轴的夹角、波片长轴与X轴的夹角、起偏器透光轴与X轴的夹角，以及波片引入的相位差等参数，能够很快地测试出一种或多种具有特定光强及相位差的波片，并将该波片进行组合，封装，即可得到具有一定特性的超材料。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种仿真装置，其特征在于，包括：

参数提取模块，用于提取琼斯矩阵模型的偏振光输入参数、偏振参数、以及偏振光检测参数；

代码处理模块，用于生成分别描述所述参数提取模块提取的偏振光输入参数、偏振参数、偏振光检测参数的程序代码；

运行模块，用于运行所述代码处理模块生成的程序代码，得到描述光偏振器件偏振效果的数据；

输出模块，用于输出所述运行模块运行得到的描述所述光偏振器件偏振效果的数据。

2.如权利要求1所述的仿真装置，其特征在于，所述偏振光输入参数包括偏振光的振幅、起偏器透光轴与X轴的夹角，谐振因子；所述偏振参数包括所述光偏振器件长轴与X轴的夹角参数、所述光偏振器件引入的相位差；所述偏振光检测参数为检偏器透光轴与X轴的夹角。

3.如权利要求2所述的仿真装置，其特征在于，所述仿真装置还包括：

参数接收模块，用于接收用户输入的调节所述起偏器透光轴与X轴的夹角、光偏振器件长轴与X轴的夹角、所述光偏振器件引入的相位差、以及检偏器透光轴与X轴的夹角中的至少一个参数；

所述代码处理模块，还用于根据所述参数接收模块接收到的参数，调节所述参数对应的程序代码。

4.如权利要求1-3任一项所述的仿真装置，其特征在于，所述输出模块输出的描述所述光偏振器件偏振效果的数据包括：

所述偏振光穿过光偏振器件后的偏振状态、光强、X轴上的光强、Y轴上的光强中的至少一个。

5.如权利要求1-3任一项所述的仿真装置，其特征在于，所述输出模块用于以图形格式输出所述运行模块运行得到的描述所述光偏振器件偏振效果的数据。

6.一种仿真方法，其特征在于，包括：

提取琼斯矩阵模型的偏振光输入参数、偏振参数、以及偏振光检测参数；

生成描述所述偏振光输入参数的程序代码、生成描述所述偏振参数的程序代码、生成描述所述偏振光检测参数的程序代码；

运行所述程序代码，得到描述光偏振器件偏振效果的数据；

输出所述描述所述光偏振器件偏振效果的数据。

7.如权利要求6所述的仿真方法，其特征在于，所述偏振光输入参数包括偏振光的振幅、起偏器透光轴与X轴的夹角，谐振因子；所述偏振参数包括所述光偏振器件长轴与X轴的夹角参数、所述光偏振器件引入的相位差；所述偏振光检测参数为检偏器透光轴与X轴的夹角。

8.如权利要求7所述的仿真方法，其特征在于，在生成描述所述偏振光输入参数的程序代码、生成描述所述偏振参数的程序代码、生成描述所述偏振光检测参数的程序代码之后，还包括：

接收用户输入的调节所述起偏器透光轴与X轴的夹角、光偏振器件长轴与X轴的夹角、所述光偏振器件引入的相位差、或检偏器透光轴与X轴的夹角中的至少一个参数；

调节所述生成的程序代码中该参数对应的程序代码。

9.如权利要求6-8任一项所述的仿真方法，其特征在于，所述输出的描述所述光偏振器件偏振效果的数据包括：

所述偏振光穿过光偏振器件后的偏振状态、光强、X轴上的光强、Y轴的上的光强中的至少一个。

10.如权利要求6-8任一项所述的仿真方法，其特征在于，所述输出所述描述所述光偏振器件偏振效果的数据，包括：

以图形格式输出所述描述所述光偏振器件偏振效果的数据。

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