JP2022536670A - 偏光計、および入射光線の偏光状態を判定する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
S(λ)∝MS(λ)I(λ) (22)
ここでMS(λ)はPAの合成行列である。提案された分光偏光計デザインで使用されるBDCは、100nmを超える広い帯域幅を有する。したがって合成行列MS(λ)は実質的に、この例で考慮されるスペクトル範囲で影響を受けない波長である可能性があり、以下の式で書かれることが可能である。
Claims (36)
- 偏光計であって、
基板と、
入射光線を受け取り、前記入射光線を、少なくとも、第1の偏光成分を有する第1の光線と第2の偏光成分を有する第2の光線に偏光分離する前記基板上の偏光スプリッタと、
前記基板上の干渉測定回路であって、
前記第1の光線を第1の位相遅延導波路と第2の位相遅延導波路にパワー分離する第1のパワースプリッタ、および前記第2の光線を、前記第1の位相遅延導波路と第2の位相遅延導波路に対して非対称の第3の位相遅延導波路と第4の位相遅延導波路にパワー分離する第2のパワースプリッタ、
前記第1の位相遅延導波路と第3の位相遅延導波路を互いに偏光結合して第3の偏光成分を形成する第1の偏光カプラ、および前記第2の位相遅延導波路と第4の位相遅延導波路を互いに偏光結合して第4の偏光成分を形成する第2の第1の偏光カプラ
を有する、干渉測定回路と、
前記偏光成分を出力する複数の出力導波路であって、前記偏光成分の強度および前記干渉測定回路の干渉測定パターンが入射光線の偏光状態を示す性質をもつ、複数の出力導波路と
を備えることを特徴とする、偏光計。 - 請求項1に記載の偏光計であって、前記偏光成分の各成分をそれぞれ受け取り、前記強度を示す性質をもつ第1、第2、第3、および第4の信号の各信号を生成する、前記基板上の第1、第2、第3、および第4の検出器ユニットをさらに備えることを特徴とする、偏光計。
- 請求項2に記載の偏光計であって、前記第1、第2、第3、および第4の検出器ユニットが、前記偏光成分の所与のスペクトル成分の強度を測定する、前記基板上の光検知器をそれぞれ有することを特徴とする、偏光計。
- 請求項2に記載の偏光計であって、前記第1、第2、第3、および第4の検出器ユニットに通信連結されたコントローラであって、プロセッサと、前記プロセッサによって実行されると、前記第1、第2、第3、および第4の信号および前記干渉測定パターンに基づいて、前記入射光線の前記偏光状態を判定することを行うステップを実施する命令を格納したメモリとを有する、コントローラをさらに備えることを特徴とする、偏光計。
- 請求項4に記載の偏光計であって、前記判定することが、前記入射光線の複数のスペクトル成分の各成分にそれぞれ関連付けられた複数の偏光状態を判定することを含むことを特徴とする、偏光計。
- 請求項5に記載の偏光計であって、前記第1、第2、第3、および第4の検出器ユニットが、前記偏光成分の前記複数のスペクトル成分の強度を測定する光スペクトル解析器をさらに有することを特徴とする、偏光計。
- 請求項6に記載の偏光計であって、前記光スペクトル解析器が、前記スペクトル成分のうちの所与の成分を、前記スペクトル成分のうちの前記選択された成分の強度を測定する光検知器に向けるように調整可能な調整可能フィルタを有することを特徴とする、偏光計。
- 請求項1に記載の偏光計であって、前記第1、第2、第3、および第4の位相遅延導波路が、対応するサブ波長回折格子を有することを特徴とする、偏光計。
- 請求項1に記載の偏光計であって、前記第1の光線が第1の電場成分を有し、前記第2の光線が、前記第1の電場成分に対して直角の第2の電場成分を有し、前記第1、第2、第3、および第4の偏光成分が、前記第1の電場成分と第2の電場成分との線形結合であることを特徴とする、偏光計。
- 請求項9に記載の偏光計であって、前記干渉測定パターンが、前記線形結合を示す性質をもつことを特徴とする、偏光計。
- 請求項1に記載の偏光計であって、前記第1、第2、第3、および第4の位相遅延導波路が、第1、第2、第3、および第4の位相遅延θ1、θ2、θ3、およびθ4のうちの各位相遅延を有し、少なくとも前記第1の位相遅延θ1と第4の位相遅延θ4が互いに異なることを特徴とする、偏光計。
- 請求項11に記載の偏光計であって、前記第1の偏光成分の強度I1が、前記第1の光線の強度を示す性質をもち、前記第2の偏光成分の強度I2が、前記第2の光線の強度を示す性質をもち、強度I3が、前記第3の偏光成分の強度を示し、強度I4は、前記第4の偏光成分の強度を示すことを特徴とする、偏光計。
- 請求項12に記載の偏光計であって、前記干渉測定パターンが合成行列W1によって表され、前記入射光線の前記偏光状態Sが、以下の等式に比例した等式を使用して判定可能であり、
S=W1・I
Sが、前記入射光線の前記偏光状態(S0、S1、S2、S3)Tを示すベクトルであり、Iが、前記強度(I1、I2、I3、I4)Tを示すベクトルである、
ことを特徴とする、偏光計。 - 請求項1に記載の偏光計であって、前記偏光スプリッタが、前記第1の光線をそれぞれ出力する第1のスプリッタ出力と第2のスプリッタ出力、ならびに前記第2の光線をそれぞれ出力する第3のスプリッタ出力と第4のスプリッタ出力を有し、前記第1のスプリッタ出力と第2のスプリッタ出力の1つが、前記第1のパワースプリッタに光結合され、第3のスプリッタ出力と第4のスプリッタ出力の1つが、前記第2のパワースプリッタに光結合されることを特徴とする、偏光計。
- 請求項1に記載の偏光計であって、前記干渉測定回路が、第1の干渉測定回路であり、前記偏光計が、前記第1の光線と第2の光線との線形結合として前記第1の偏光成分と第2の偏光成分を形成する前記基板上の第2の干渉測定回路をさらに備えることを特徴とする、偏光計。
- 請求項11に記載の偏光計であって、前記第1の光線を、前記第1の干渉測定回路の前記第1のパワースプリッタおよび前記第2の干渉測定回路の第1のパワースプリッタに向かってパワー分離する第1の非対称パワースプリッタ、ならびに前記第2の光線を、前記第1の干渉測定回路の前記第2のパワースプリッタおよび前記第2の干渉測定回路の前記第2のパワースプリッタに向かってパワー分離する第2の非対称パワースプリッタをさらに備え、前記第1および第2の非対称パワースプリッタが、結合係数PRを有する前記第2の干渉測定回路に向かって結合し、PR’=1-PRの相補結合係数を有する前記第1の干渉測定回路に向かって結合することを特徴とする、偏光計。
- 請求項1から18のいずれか1項に記載の偏光計であって、前記第1および第2のパワースプリッタが、約50%の分割比を有することを特徴とする、偏光計。
- 請求項1から19のいずれか1項に記載の偏光計であって、前記出力導波路が、前記基板に沿って前記基板の共通エリアに向かって延びることを特徴とする、偏光計。
- 請求項1から20のいずれか1項に記載の偏光計であって、前記偏光スプリッタが表面格子であることを特徴とする、偏光計。
- 入射光線の偏光状態を判定する方法であって、
前記入射光線が、偏光スプリッタを有する基板に衝突するステップと、
前記偏光スプリッタが、前記入射光線を、少なくとも、第1の偏光成分を有する第1の光線と第2の偏光成分を有する第2の光線に偏光分離するステップと、
前記基板上に延びる導波路を有する干渉測定回路の全体に前記第1の光線と第2の光線を伝搬させるステップと、
前記干渉測定回路が、干渉測定パターンに従って前記第1の光線と第2の光線を互いに干渉させるステップであって、第3の偏光成分と第4の偏光成分を形成するために前記第1の光線と第2の光線を互いに対して非対称に位相遅延させるステップを含み、前記偏光成分が前記入射光線の前記偏光状態を十分に判定する、ステップと、
前記偏光成分の強度を同時に測定するステップと、
コントローラを使用して、前記測定された強度および前記干渉測定パターンに基づいて前記偏光状態を判定するステップと
を含むことを特徴とする、方法。 - 請求項22に記載の方法であって、前記第1の光線が第1の電場成分を有し、前記第2の光線が、前記第1の電場成分に対して直角の第2の電場成分を有し、前記第1、第2、第3、および第4の偏光成分が、前記第1の電場成分と第2の電場成分との線形結合であることを特徴とする、方法。
- 偏光撮像装置であって、基板と、対応する間を空けられた入射光線を受け取るために前記基板上で互いに間を空けられた複数の偏光スプリッタであって、前記複数の間を空けられた入射光線のうちの各入射光線を、少なくとも、第1の偏光成分を有する第1の光線と第2の偏光成分を有する第2の光線に偏光分離する、偏光スプリッタと、前記偏光スプリッタの1つ以上に光結合された複数の干渉測定回路であって、前記第1の光線と第2の光線を互いに干渉させて少なくとも第3の偏光成分と第4の偏光成分を形成し、前記偏光成分が前記間を空けられた入射光線のそれぞれの偏光状態を十分に定義する、干渉測定回路と、前記入射光線の前記偏光成分を出力する複数の出力導波路とを備え、前記偏光成分の強度および前記干渉測定回路の干渉測定パターンが、前記入射光線の前記偏光状態を示す性質をもつことを特徴とする、偏光撮像装置。
- 請求項24に記載の偏光撮像装置であって、各干渉測定回路が、前記第1の光線を第1の位相遅延導波路と第2の位相遅延導波路にパワー分離する第1のパワースプリッタ、および前記第2の光線を、前記第1の位相遅延導波路と第2の位相遅延導波路に対して非対称の第3の位相遅延導波路と第4の位相遅延導波路にパワー分離する第2のパワースプリッタ、前記第1の位相遅延導波路と第3の位相遅延導波路を互いに偏光結合して前記第3の偏光成分を形成する第1の偏光カプラ、および前記第2の位相遅延導波路と第4の位相遅延導波路を互いに偏光結合して前記第4の偏光成分を形成する第2の第1の偏光カプラを有する前記基板上の干渉測定回路を有することを特徴とする、偏光撮像装置。
- 請求項24に記載の偏光撮像装置であって、前記入射光線の前記偏光成分の各成分をそれぞれ受け取り、前記強度を示す性質をもつ第1、第2、第3、および第4の信号の各信号を生成する前記基板上の検出器ユニットをさらに備えることを特徴とする、偏光撮像装置。
- 請求項26に記載の偏光撮像装置であって、前記第1、第2、第3、および第4の検出器ユニットに通信連結されたコントローラであって、プロセッサと、前記プロセッサによって実行されると、前記第1、第2、第3、および第4の信号および前記干渉測定パターンに基づいて、前記入射光線の前記偏光状態を判定し、前記偏光状態に基づいて偏光イメージを生成することを行うステップを実施する命令を格納したメモリとを有する、コントローラをさらに備えることを特徴とする、偏光撮像装置。
- 偏光計であって、
基板と、
前記基板上の偏光スプリッタであって、所与の偏光状態を有する入射光線を受け取り、前記入射光線を、少なくとも、第1の偏光成分を有する第1の光線と第2の偏光成分を有する第2の光線に偏光分離する、偏光スプリッタと、
前記基板上の干渉測定回路であって、前記第1および第2の偏光成分のうちの各偏光成分を受け取る第1および第2の位相遅延導波路、前記第1および第2の偏光成分を互いに結合し、第3の位相遅延導波路と第4の位相遅延導波路に向かって前記偏光成分を分離するマルチモード干渉カプラ、ならびに、前記第3の位相遅延導波路と第4の位相遅延導波路を互いに結合し、これにより前記第1の偏光成分と第2の偏光成分の干渉に基づいて第3の偏光成分と第4の偏光成分を形成するマルチモードカプラを有し、少なくとも前記第1の位相遅延導波路と第3の位相遅延導波路が互いに非対称である、干渉測定回路と、
前記偏光成分を出力する出力導波路であって、前記偏光成分の強度および前記干渉測定回路の干渉測定パターンが、前記入射光線のスペクトル的に分解された偏光状態を示す性質をもつ、出力導波路と
を備えることを特徴とする、偏光計。 - 請求項28に記載の偏光計であって、前記出力導波路に光結合され、複数のスペクトル成分における前記偏光成分の強度を測定する光スペクトル解析器をさらに備えることを特徴とする、偏光計。
- 請求項29に記載の偏光計であって、前記光スペクトル解析器に通信連結されたコントローラであって、プロセッサと、前記プロセッサによって実行されると、前記測定された強度および前記干渉測定パターンに基づいて前記入射光線の前記スペクトル的に分解された偏光状態を判定することを行うステップを実施する命令を格納したメモリとを有する、コントローラをさらに備えることを特徴とする、偏光計。
- 分光偏光測定を実施する方法であって、
スペクトル的に変動する偏光状態を有する入射光線を受け取るステップと、
前記入射光線をそれぞれの偏光成分を有する複数の光線に偏光分離するステップと、
前記それぞれの偏光成分がそれぞれの時間的遅延に遭遇する干渉測定パターンに従って前記複数の光線を互いに干渉させるステップと、
前記複数の光線の光スペクトルを測定するステップであって、前記光スペクトルがスペクトル的に間を空けられた強度値を有する、ステップと、
前記干渉測定パターンおよび前記測定された光スペクトルに基づいて、前記入射光線の前記スペクトル的に変動する偏光状態を判定するステップと
を含むことを特徴とする、方法。 - 請求項31に記載の方法であって、前記光スペクトルをスペクトルドメイン表現から時間ドメイン表現に変換し、これにより対応する時間的遅延における前記偏光成分を示す時間的に間を空けられた強度値を取得するステップをさらに含むことを特徴とする、方法。
- 請求項32に記載の方法であって、前記偏光成分を互いに絶縁して、前記このように絶縁された偏光成分を前記時間ドメインから前記スペクトルドメインに変換し、これにより前記偏光成分に関連付けられた個々の光スペクトルを取得するステップをさらに含むことを特徴とする、方法。
- 請求項31に記載の方法であって、前記光スペクトルをスペクトルドメイン表現から時間ドメイン表現に変換する前記ステップが、前記光スペクトルの逆フーリエ変換を実施するステップを含むことを特徴とする、方法。
- 請求項31に記載の方法であって、前記このように絶縁された偏光成分を前記時間ドメインから前記スペクトルドメインに変換する前記ステップが、前記このように絶縁された偏光成分のフーリエ変換を実施するステップを含むことを特徴とする、方法。
- 偏光計であって、
基板と、
入射光線を受け取り、前記入射光線を、少なくとも、第1の偏光成分を有する第1の光線と第2の偏光成分を有する第2の光線に偏光分離する前記基板上の偏光スプリッタと、
前記基板上にあり、前記第1の光線と第2の光線を互いに干渉させ、これにより第3の偏光成分と第4の偏光成分を形成する干渉測定回路であって、前記偏光成分が前記入射光線の偏光状態を十分に定義する、干渉測定回路と、
前記偏光成分を出力する複数の出力導波路と、
前記基板上の光スペクトル解析器であって、前記複数の出力導波路に光結合され、前記偏光成分の複数のスペクトル成分の強度を測定し、前記測定された強度が、前記入射光線のスペクトル的に分解された偏光状態を示す性質をもつ、光スペクトル解析器と
を備えることを特徴とする、偏光計。
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