JP6864617B2 - 遠隔対象を感知するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、2014年11月21日に出願した仮出願第62/082,716号の優先権を主張するものである。
方程式1
S0(r,φ)=I0(r,φ)+I90(r,φ)
方程式2
S1(r,φ)=I0(r,φ)−I90(r,φ)
方程式3
S2(r,φ)=I45(r,φ)−I135(r,φ)
方程式4
S3(r,φ)=IRCP(r,φ)−ILCP(r,φ)
上式で、I0(r,φ)、I45(r,φ)、I90(r,φ)、I135(r,φ)は、基準デカルト座標系に対して0度、45度、90度及び135度回転した偏光子118を使用して解析された場合に得られる任意のベクトル光視野E(r,φ)の強度であり、また、IRCP(r,φ)、ILCP(r,φ)は、それぞれ4分の1波長板を使用してその右円偏光内容及び左円偏光内容を解析した場合に得られるE(r,φ)の強度である。
方程式5
方程式7
Claims (14)
- 遠隔対象を感知するための方法であって、
空間的偏光不均質性光ビームを生成し、かつ、前記空間的偏光不均質性光ビームを遠隔対象上に導くステップと、
前記空間的偏光不均質性光ビームが前記遠隔対象に接触した後の前記空間的偏光不均質性光ビームを含む出力光ビームを偏光測定レシーバで受光するステップと、
前記出力光ビームの電界を測定するステップと、
前記遠隔対象の空間的特徴を決定するために、前記出力光ビームの空間的に不均質な偏光状態の変化を決定するステップと、
前記出力光ビームの前記偏光状態の配向角及び軸比を測定するステップと、
を含み、
前記遠隔対象の空間的特徴を決定するための前記出力光ビームの前記空間的に不均質な偏光状態の前記変化は、前記空間的に不均質な偏光状態を運ぶ光の空間モードであるベクトルモードにおいて伝搬する前記出力光ビームの、前記ベクトルモードにおける個々の光パワーを測定することによってベクトルモードスペクトルを決定すること、及び、前記出力光ビームの前記ベクトルモードスペクトルを、前記出力光ビームの前記遠隔対象に接触する前後の前記出力光ビームのベクトルモードスペクトルで比較することに基づいて決定される、方法。 - ストークス偏光測定を利用して前記出力光ビームの前記電界を測定する、請求項1に記載の方法。
- 空間的偏光不均質性光ビームを生成するステップは、
空間的偏光均質性光ビームを生成するステップと、
前記空間的偏光均質性光ビームを光ファイバを介して導くステップと、
前記空間的偏光均質性光ビームを平行化するために前記空間的偏光均質性光ビームをレンズで受け取るステップと、
平行化された空間的偏光均質性光ビームを、前記空間的偏光均質性光ビームを空間的偏光不均質性光ビームに変換するqプレートから受け取るステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 出力光ビームを受光するステップは、
前記出力光ビームを偏光子から受け取る第1のステップと、
前記第1のステップの後、前記出力光ビームを4分の1波長板から受け取る第2のステップと、
前記第2のステップの後、結像光学系を通じて前記出力光ビームを通過させる第3のステップと、
前記第3のステップの後、前記出力光ビームを電荷結合デバイスカメラ上に結像する第4のステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記電荷結合デバイスカメラを用いて生成された前記結像からストークスパラメータを計算するステップをさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記出力光ビームの、前記空間的に不均質な電界の測定値を計算し、全ての電界の偏光状態を再構築するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記出力光ビームの前記ベクトルモードスペクトルを決定するために、前記空間的に不均質な偏光状態を検出する、請求項1に記載の方法。
- 遠隔対象を感知するためのシステムであって、
空間的偏光不均質性光ビームを生成し、かつ、前記空間的偏光不均質性光ビームを遠隔対象上に導くように構成される空間的偏光不均質性光ビーム生成ユニットと、
前記空間的偏光不均質性光ビームが前記遠隔対象に接触した後の前記空間的偏光不均質性光ビームを含む出力光ビームを受光するように構成される偏光測定レシーバと
を備え、前記偏光測定レシーバが、
プロセッサ、メモリ及びインタフェースを含み、前記メモリが、前記遠隔対象の空間的特徴を決定するために、前記出力光ビームの電界を計算し、かつ、前記出力光ビームの空間的に不均質な偏光状態の変化を決定する計算モジュールを記憶するように構成され、前記出力光ビームの前記偏光状態の配向角及び軸比を測定するように構成され、
前記計算モジュールが、前記空間的に不均質な偏光状態を運ぶ光の空間モードであるベクトルモードにおいて伝搬する前記出力光ビームの、前記ベクトルモードにおける個々の光パワーを測定することによってベクトルモードスペクトルを決定すること、及び、前記出力光ビームの前記ベクトルモードスペクトルを、前記出力光ビームが前記遠隔対象に接触する前後の前記出力光ビームのベクトルモードスペクトルで比較することに基づいて、前記遠隔対象の空間的特徴を決定するための前記出力光ビームの前記空間的に不均質な偏光状態の変化を決定するように構成される、システム。 - 前記空間的偏光不均質性光ビーム生成ユニットは、
空間的偏光均質性光を有する光ビームを生成するように構成されたレーザビーム発生器と、
前記レーザビーム発生器から前記光ビームを受け取る光ファイバと、
前記光ファイバから前記光ビームを受け取り、かつ、前記光ビームを平行化するレンズと、
前記レンズから前記光ビームを受け取り、かつ、前記光ビームを空間的偏光不均質性光ビームに変換するqプレートと、を含む、請求項8に記載のシステム。 - 前記偏光測定レシーバは、
前記遠隔対象から出力される空間的偏光不均質性光ビームを受光する偏光子と、
前記偏光子を通過して移動する前記空間的偏光不均質性光ビームの偏光状態を変換する4分の1波長板と、
前記4分の1波長板から前記空間的偏光不均質性光ビームを受け取る結像光学系と、
前記結像光学系から受け取った前記空間的偏光不均質性光ビームを結像する電荷結合デバイスカメラと、
を含む、請求項8に記載のシステム。 - 前記偏光子は直線偏光子である、請求項10に記載のシステム。
- 前記偏光測定レシーバは、ストークス偏光測定を利用することで前記出力光ビームの前記電界を計算するように構成される、請求項8に記載のシステム。
- 前記偏光測定レシーバは、前記出力光ビームの、前記空間的に不均質な電界の測定値を計算し、全ての電界の偏光状態を再構築するように構成される、請求項8に記載のシステム。
- 前記偏光測定レシーバは、前記出力光ビームの前記ベクトルモードスペクトルを決定するために、前記空間的に不均質な偏光状態を検出するように構成される、請求項8に記載のシステム。
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