JPS63500056A - 光の偏光状態を測定するための光検知器の配置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 光の偏光状態を測定するための光検知器の配置技　術　分　野 本発明は、一般に、比較的簡単な光偏光計および光線の偏光状態の測定方法に関 し、さらに詳しくは、独創的かつ単純な光偏光計、ならびに何ら通常の従来技術 に基づく偏光素子例えば波動遅延器および偏光器を必要としない光線の偏光状態 を決定する４つのストークスパラメータ全ての同時測定方法に関する。

背　景　技　術 最も一般的な光線の部分的な偏光状態は、４つのストークスパラメータでうまく 表現される（例えば、Ｍ、　Ｂｏｒｎ　ａｎｄ　Ｅ。

Ｗｏｒｆ、Ｐｒ１ｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　０ｐｔｉｃｓ　（Ｐｅｒｇａｍｏｎ、　 Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ。

１９７５）、５５４頁　参照）。ストークスパラメータの測定のために数多くの 光偏光計が提唱され、それについての優れたレビューが、Ｐ、　Ｓ、　）ｌａｕ ｇｅにより５ｕｒｆａｃｅ　Ｓｃｉ、９６　。

１０８　（１９８０）に、またＫ　、　Ｓ　ｅｒｋｏｖｓｋｉによりＰ　１ａｎ ｅｔ、　５ｔａｒｓ　ａｎｄ　Ｎｅｂｕｌａｅ　５ｔｕｄｉｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｐ ｈｏｔｏｐｏｌａｒｉｍｅｔｒｙ（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ａｒ１ｚｏｎ ａ　Ｐｒｅｓｓ、Ｔｕｃｓｏｎ、１９７７）１３５−１７４頁に紹介されている 。光線は、通常、一連の光学素子例えば直線遅延器、回転器および偏光計からな る光学分析計を通過させ、通過光束は直線光検知器により測定される。

光束は、光学分析計の種々の（少なくとも４つの）設定に対し繰り返されるか、 あるいは連続的かつ周期的な変調が一以上の光学素子に印加され、検出される信 号がフーリエ解析され４つのストークスパラメータが決定される（Ｒ，Ｍ、　Ａ 、　Ａｚｚａｍ、０ｐｔｉｋ、５２．２５３　（１９７９））。４つのストーク スパラメータ全てを同時測定するためのその他の従来技術は、波面の分割（Ｅ、 　Ｃｏ１１ｅｔｔ、５ｕｒｆａｃｅ　Ｓｃｉ、　９６．　１５６　（１９８０） ）および振幅の分割（Ｒ，Ｍ、　Ａ、　Ａｚｚａｍ、０ｐｔｉｃａ　Ａｃｔａ　 ２９．　６８５　（１９８２））を用いることである。前述した光偏光計は全て 偏光光学素子例えば波動遅延器および偏光計を必要とする。

発　明　の　開　示 本発明は、本明細書中での教示に従い、第１の入射面に対して傾いた角度の光線 を部分的に正反射する表面を宵する第１の光検知器に光線が入射し、その面で部 分的に光線が反射される光偏光計および先側光測定方法を提供することである。

第１の光検知器は、そこで吸収された電磁線に比例する大きさを有する第１の電 気的出力信号を生ずる。

第１の光検知器から部分的に反射された光線は、光線を部分的に正反射する表面 を存する第２の光検知器上で反射される。

第２の光検知器は、光線が第１の入射面とは異なる第２の入射面に対して傾いた 角度でそれに入射するように位置し、これから部分的に光線を反射する。第２の 光検知器もまたそれにより吸収される電磁波に比例する大きさの第２の電気的出 力信号を生ずる。

第２の光検知器から部分的に反射されｆ二光線は、部分的に光線を正反射する表 面を有する第３の光検知器上で反射される。

第３の光検知器は、光線が第２の入射面とは異なる第３の入射面に対し７て傾い ｆこ角度でそれに入射するように位置し、これから部分的に光線を反射する。第 ３の光検知器もまたそれにより吸収される電磁波に比例する第３の電気的出力信 号を生ずる。

第３の光検知器から部分的に反射された光線は、実質的に全ての光を吸収する表 面を宵する第４の光検知器上で反射される。

第４の光検知器は、それにより吸収される電磁波に比例する大きさの第４の電気 的出力信号を生ずる。

極めて特徴的なことには、第１、第２、第３および第４の出力信号は、光線の偏 光状態を決定する４つのストークスパラメータ全てを同時測定するために使用さ れる。このことは、まず４行４列の先側光計行列武人を決定し、第１、第２、第 ３および第４の出力信号の各々を対応するデジタル信号に変換し、Ｓ−へ１工（ 式中、人は４行４列の先側光計行列式であり、■は前記第１、第２、第３および 第４の出力信号からなる４行１列の単一信号ベクトルである。）に従い、４つの ストークスパラメータの個々を計算する。計算Ｓ−八へ１工を実施するためには 、好ましくは、マイクロコンピュータを使用し、入または八１をマイクロコンピ ュータのメぞり−に記憶させる。人は、好ましくは、４つの光検知器の配置を検 量することにより、すなわち、光偏光計を入力光で照射し、続いてこの人力光か の４つの線形独立な公知のストークスベクトルで表される４つの異なる線形独立 な状態に偏光されることにより、個々の入力状懸に対応する単一のベクトルを記 録して八を決定する。人はまた、ミューラーの行列式Ｍと回転行列式Ｒとを使用 して計算することにより決定することもできる。　本発明の偏光計および方法は 、従来技術の偏光計に比べて以下の長所を有する。

（１）本発明は、４つのストークスパラメータ全て、したがって、（部分的に長 円形な）偏光の最も一般的な状態を決定する完全な偏光計である。

（２）　４つのストークスパラメータ全ては逐次的ではなく、同時に決定される 。

（３）別個の偏光光学素子例えばシートもしくは結晶偏光子または四分の一波長 板を必要とせず、実際には、光検知器の部分的な反射表面（第１図におけるり。

、ＤｌおよびＤりがこれらの機能を行う。

（４）本装置は、同期式の回転光学素子を使用する従来技術の偏光計と比べて可 動部品を有しない（Ｄ　、　Ｅ　、　Ａ　５ｐｎｅｓ　ａｎｄ（５）変調器例え ばしばしば使用される光弾性装置（例えばＲ，Ｊ、　Ｐｅｒｒｙ、Ａ、Ｈ，Ｈｕ ｎｔ　ａｎｄ　Ｄ、　Ｒ，Ｈｕｆｆｍａｎ。

Ａｐｐｌ、Ｏｐｔ、１７．　２７００（１９７８））も必要としない。

（６）本発明は４つのソリッドステートな光検知器からなる堅固な設計を提供す る。

（７）本発明は４つの光検知器により分割される入力光束を偏光決定に対し十分 かつ完全に使用する。

（８）　４つの検知器の幾何学的配置（入射角、連続する入射面間の角度）、誘 電体薄膜被覆により非常に改善することのできる個々の検知器の表面反射パラメ ータ（ｒ、ψ、　δ　）および光電応答因子、さらには、後検知利得（ｋ、、ｋ 、、ｋ、およびに３　）等最適性能を達成できるように複数の固有の自由度を付 与できる。

（９）本機器はオンラインマイクロコンピュータに容易に介在さ仕ることがてき 、このマイクロコンピュータはその入力としてデジタル化された出力電気信号ｉ 。、１１．　１２およびｉ３を受信する。マイクロコンピュータは機器行列武人 を記憶し、その逆数を決定し、４つのストークスパラメータを計算する。その結 果は適当な出力装置に表示することができる。

光の偏光状態を測定するための光検知器に対する本発明の府述した長所は、添付 の図面を参照して、以下の好ましい実施態様を参照すれば、当業者には容易に理 解されるであろう。尚、図面において、同一の要素は同一の参照符号で表す。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の教示に従う構造の光偏光計の代表的な実施態様の概略的なダイ アグラム、第２図は第１図の４つの光検知器の出力信号を処理するｆコめの信号 処理配置の代表的なブロックダイアグラムである。

発明を実施するための最良の形態 図面を詳細に参照した場合、第１図は４つの光検知器り。。

ＤＩ、　Ｄ２およびＤ３の配置である本提案の概略的なダイアグラムを図示する ものである。Ｄ、、Ｄ、およびり、の表面は部分的に正反射する上うに傾いてい て、Ｄ３の表面は、通常そこに入射する光に対して、例えば反射防止被覆により 、実質的に光を全て吸収する。個々の光検知器Ｄｍは、それが吸収する光束に比 例する出力電気信号ｉｍ（ｍ＝ｏ、１．２．３　）を発生する。

当業者であれば十分に理解されるであろうが、入力光線に対する入射面は表面平 面（すなわち検知器の部分的に正反射する表面）と入射光線の伝達方向とに対し て垂直な線により定義される。　同じく当業者には理解されるであろうが、光が 非被覆研磨表面から反射される場合にはかならず、反射光の大部分は入射面では なく入射面に直角に振動している。研磨表面からの反射により生じに偏光の量は 表面に入射する光の角度にもまた直接関係する。したがって、検知器り。（およ びり、、Ｄ、）により吸収および検知される光は入射光線の偏光状態および検知 器り。の表面に関するその入射角に直接関係する。

により表せば、光検知器り、、Ｄ、およびり、の表面から反射される光のストー クスベクトルは、それぞれ、ｓ、−ｎ。Ｓ Ｓ　Ｉ−ｎ　ＩＲ＋　（α、）ｎ、ｓ　（２）’ｒ　ｔ＝　Ｑｔａ　ｔｃａ　ｔ ）ｙ　ｕ　＋（α＋）ＭｏＳにより与えられる。ミューラー行列式の計算法の議 論については、例えばＷ　、　Ａ　、　Ｓ　ｈｕｒｃｌｉｆｆのＰ　ｏｌａｒｉ ｚｅｄ　Ｌ　ｉｇｈｔ（Ｈａｒｖａｒｄ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｐｒｅｓｓ、 Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ、１９６２）　第８章参照。９ｎ（ｎ＝０．　１．２）は直 交方向に関して平行（ｐｎ）でかつｎ番目の検知器からの反射に対する入射面に 対して垂直（ｓｎ）に定義される（Ｓは直交軸ｐ。、Ｓｏに関して定義される。

）。偏光状態に及ぼす反射の効果はｐｎ、ｓｎ　座標系を参照とするミューラー 行列式により記載される。第２式において、４ｘ４のミューラー回転行列式Ｒ０ （α１）およびＡ、（α、）は１つの反射面から次の反射面に向かう入射面の回 転を説明する。第１図に図示したように、α、は方向ｐ１とｐｏとの間の角度で あり、同様に、α、は方向ｐ、とｌ）ｌとの間の角度である。

その分割された経路に沿っての光の光束は、それぞれ、ストークスベクトルＳ、 Ｓｏ　Ｓ、およびＳｔの第１の要素であるＳＯ＋　Ｓ　Ｏ’　＋　Ｓ　ｌ　’　 ＋およびＳｔ。により与えられる。ｎ番目の検知器の電気出力信号はその吸収す る光束に比例し、したがって、である。

比例定数ｋｎは検知器Ｄｎの特性であり、あらゆる後検知増幅因子を含む。式（ １）−（３）から４つの出力信号ｉ。＋　１１．Ｉｔおよびｉ、は、人力光の４ つのストークスパラメータＳ。、Ｓ、。

Ｓ２およびＳ、の線形結合である。したがって、または、さらにコンパクトに、 ■−人Ｓ　（５） と書くことができる。

すなわち、■は式（４）の左辺を表す４ｘｌの単一信号ベクトルであり、人は右 辺を表す実数の４×４の機器行列式である。

行列式の逆数は式（５）から Ｓ−八−ＩＴ　（６） を生ずる。式（６）は入力光の未知のストークスベクトルＳが信号ベクトルエお よび機器行列式へからいかにして得ることができるかを示す。もちろん人は正則 でなければならず、光線が一平面に残存しないという条件を要する（すなわち、 所定の反射のための入射面は先行する入射面に関して回転する必要がある。

機器行列武人は４つの光検知器の配置および特性から計算される。ｐおよびＳの 線形偏光（入射面に対して平行および垂直）が反射の固有偏光であれば、ミュー ラーの行列式Ｍは、（Ｒ，Ｍ。

Ａ、　Ａｚｚａｍ　ａｎｄ　Ｎ、　Ｍ、　Ｂａ５ｈａｒａ、Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅ ｔｒｙ　ａｎｄＰｏｌａｒｉｚｅｄ　Ｌｉｇｈｔ　（Ｎｏｒｔｈ　Ｈｏ１ｌａｎ ｄ、Ａｍｓｔｅｒｄａｍ、　１９７７）、ｐｐ、　４９１−２）により、（式中 、ｒは非偏光または円偏光入射光に対する強度反射率であり、ｔａｎψｅｘｐ（ ｊδ）は複合ｐおよびＳ反射相関係数の比である。）で与えられる。回転行列式 は、（Ｒ，Ｍ、　Ａ、　Ａｚｚａｍ　ａｎｄ　Ｎ。

Ｍ、　Ｂａ５ｈａｒａ、Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ　ａｎｄ　Ｐｏ１ａｒｉｚｅ ｄ　Ｌｉｇｈｔ（Ｎｏｒｔｈ　Ｈｏ１ｌａｎｄ、Ａｍｓｔｅｒｄａｍ、１９７７ ）　ｐｐ、４９１一式（７）および（８）を式（１）−（３）と合わせると、行 列式への個々の要素ａｍｎの明白な説明が可能となる。ｒ、　ψ、　δが任意で 個々の検知器で異なり、回転α８．　α、が等しくない一般の場合に対する結果 は本明細書中で取り扱うには余りに複雑すぎる。そこで、説明のため、最初の３ つの検知器の全ての反射パラメータが同一である場合を考え、さらにδ＝９０° （入射角を生角に等しく選択することにより、これは可能である。）と仮定する （Ｒ，Ｍ、　Ａ、　Ａｚｚａｍ　ａｎｄ　Ａ、　Ｒ，Ｍ、　Ｚａｇｈｌｏｕｌ。

Ｊ、Ｏｐｔ、Ｓｏｃ、Ａｍ、６７、　１０５８（１９７７）；　Ｒ。

Ｍ、Ａ、Ａｚｚａｍ、Ｊ、Ｏｐｔ、Ｓｏｃ、Ａｍ　７１．　１５２３（１９８１ ）参照。）式（７）においてδ−９０°を設定することにより、単純なミューラ ーの行列式Ｍが得られる。α１＝α、−４５°に選択すると、式（８）の回転行 列式ｎ（α）も単純化される。

式（１）−（３）においてこれらの整理された行列式の置換は以下の機器行列式 （式中、ｔ＝　１−　ｒ、ａ＝　５ｉｎ２ψ、ｔ）−−ｃｏｓ２ψ＝−（１−ａ ’）０・５・・・・・・（１０））で与えられる。　式（９）の八が正則である ことが必須である。人の決定は、 ｄｅｔ人＝　（ｋｏｋ＋ｋｔｋａ）ｒ’ａ３ｂ（１−ａ”ｒ）　（１１）（ψ≠ ０．π／４．またはπ／２であれば、０ではない。）で与えられる。

機器行列武人は、既に前述したように、計算することができるが、さらに実際的 なアプローチは４つの検知器の所定の配置についての計算により八を測定するこ とである。この工程においては、機器は、続いて、４つの異なる線形独立な状態 、すなわち、４つの線形独立なストークスベクトルで表される状態に偏光する入 力光で照射され、対応する信号ベクトルは各入力状態に対して記録される。この データは、式（４）により八を完全に特定するのに十分であり、然る後、偏光計 は未知の入力偏光状粋を決定するために使用することができる。人は光の波長の 関数であることに注意するべきで、目的とするスペクトル領域全体にわたって測 定するべきである。単色偏光計は、さらに一般的な型のレーザ例えば６３２．８ ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザまたは１０．６ｍのＣＯ，レーザの１つにより光が発生 させられる場合の用途に適当である。

本明細書中に記載された偏光計および方法は、従来の偏光計に比べて、以下のよ うな長所を有する。

（１）　本発明は、４つのストークスパラメータ全て、したがって、（部分的に 長円形な）偏光の最も一般的な状態を決定する完全な偏光計である。

（２）　４つのストークスパラメータ全ては逐次的ではなく、同時に決定される 。

（３）別個の偏光光学素子例えばンートもしくは結晶偏光子または四分の一波長 板を必要とせず、実際には、光検知器の部分的な反射表面（第１図におけるＤｏ 、ＤＩおよびり、）がこれらの機能を行う。

（４）本装置は、同期式の回転光学素子を使用する従来技術の偏光計と比へて可 動部品を存しない（Ｄ　、　Ｅ　、　Ａ　５ｐｎｅｓ　ａｎｄＰ、　Ｓ、　Ｈａ ｕｇｅ、Ｊ、　Ｏｐｔ、　Ｓｏｃ、　Ａｍ、　６６、　９４９　（１９７６）） 。

（５）変調器例えばしばしば使用される光弾性装置（例えばＲ，Ｊ、Ｐｅｒｒｙ 、　Ａ、Ｈ，Ｈｕｎｔ　ａｎｄ　Ｄ、Ｒ，Ｈｕｆｆｍａｎ。

Ａｐｐｌ、ｏｐｔ、１７．　２７００（１９７８））も必要としない。

（６）本発明は４つのソリッドステートな光検知器からなる堅固な設計を提供す る。

（７）本発明は４つの光検知器により分割される入力光束を偏光決定に対し十分 かつ完全に使用する。

（８）　４つの検知器の幾何学的配置（入射角、連続する入射面間の角度）、誘 電体薄膜被覆により非常に改善することのできる個々の検知器の表面反射パラメ ータ（ｒ、ψ、　δ　）オヨび光電応答因子、さらには、後検知利得（ｋｏ、ｋ 、、に、およびに３）等最適性能達成できるように複数の固有の自由度を付与で きる。

（９）本機器はオンラインマイクロコンピュータに容易に介在さ仕ることができ 、このマイクロコンピュータはその入力としてデジタル化された出力電気信号ｉ 。＋　’ｌ＋　ｒｔおよびｉ３を受信する。マイクロコンピュータは機器行列式 へを記憶し、その逆数を決定し、４つのストークスパラメータを計−算する。そ の結果は適当な出力装置に表示することができる。

要約すれば、第１図の４検知器光偏光計においては、光検知器り。、Ｄｌおよび り、の表面は部分的に正反射し、Ｄ３の表面は全て吸収する。４つの出力電気信 号は入力ストークスベクトルＳを決定するために用いられる。α、はＤｏおよび り、からの連続反射に対する入射面間の角度であり、α、はり、およびり。

からの反射に対する対応する角度であり、ｐｎはｎ番目の入射面に対して平行な 反射偏光方向である。

第２図は、光検知器り。、Ｄｌ、ＤｔおよびＤ３の入力信号が、まず符号２０で 増幅され、この信号が前述したように比例定数ｋｎに影響を及ぼし、次いで、プ ロセッサー、好ましくは、マイクロプロセッサ−２４に入力するｆこめのアナロ グ−デジタルコンバータ２２により等価なデジタルに変換し、プロセッサー２４ において計算Ｓ−八へ１丁を行う典型的な信号処理配置のブロックダイアダラム である。

これとは異なる実施態様においては、プロセッサー２４はＡ／Ｄ変換を処理する ように設けることもできる。

第２図に示したように、第１図の機器は、その入力としてデジタル化した出力型 ・気信号ｉ。＋　ｉｌ、！２およびｉ３を受信するオン−ラインマイクロコンピ ュータ２４に容易に介在させることができる。マイクロコンピュータは、機器行 列武人をメモリーに記憶させ、その逆数を決定し、式（６）を用いて４つのスト ークスパラメータを計算する。この結果は適当な出力装置２６に表示することが できる。これとは別に、入−１を直接コンピュータメモリーに記憶させることも できる。

４つのストークスパラメータは、光の偏光状態を記載するための好ましくかつ従 来知られた様式ではあるが、第１図の機器は、その他の状態の光の偏光状態を測 定するためにも使用することができる。さらに、ストークスパラメータを一度決 定すると、その他の特性例えば統一行列式（ｃｏｈｅｒｅｎｃｙ　ｍａｔｒｉｘ ）が決定され、それに従うことができる。

光の偏光状態を４１定するための光検知器の配置についての本発明に従う幾つか の実施態様および変形例について本明細書において記載したが、本発明の開示お よび教示は、当業者にとって多くの変形設計を示唆するであろうことは容易に理 解されるであろう。

ＦＩＧ、２ 国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）第１の入射面に対して傾いた角度で入射する光線を部分的に正反射す る表面を有し、この第１の光検知器により吸収された電磁線に比例した大きさの 第１の電気出力信号を生ずる第１の光検知器（Ｄ０）と、 （ｂ）前記第１の入射面とは異なる第２の入射面に対して傾いた角度で入射する 光線を部分的に正反射する表面を有し、この第２の光検知器により吸収された電 磁線に比例した大きさの第２の電気出力信号を生ずる第２の光検知器（Ｄ１）と 、（ｃ）前記第２の入射面とは異なる第３の入射面に対して傾いた角度で入射す る光線を部分的に正反射する表面を有し、この第３の光検知器により吸収された 電磁線に比例した大きさの第３の電気出力信号を生ずる第３の光検知器（Ｄ２） と、（ｄ）前記第３の光検知器から部分的に反射された光線を実質的に全て吸収 する表面を有し、この第４の光検知器により吸収された電磁線に比例した大きさ の第４の電気出力信号を生ずる第４の光検知器と、 からなる光線の偏光状態を測定するための光偏光計。
2. ２．光線の偏光状態を決定する４つのストークスパラメータ全てを同時測定する ための前記第１、第２、第３および第４の出力信号に結合した手段を有する請求 の範囲第１項記載の光線の偏光状態を測定するための光偏光計。
3. ３．さらに、式　Ｓ＝Ａ−１Ｉ （式中、Ａは４行４列の光偏光計行列式であり、Ｉは前記第１、第２、第３およ び第４の出力信号からなる４行１列の信号ベクトルである。） に従い４つのストークスパラメータの個々を測定するために、前記第１、第２、 第３および第４の出力信号の個々を対応するデジタル信号に変換するための手段 と、前記デジタル信号を受信するための手段とからなる請求の範囲第２項記載の 光線の偏光状態を決定する４つのストークスパラメータ全てを同時測定するため の光偏光計。
4. ４．前記計算するための手段が、その内部に記憶された行列式ＡまたはＡ−１を 有するマイクロコンピュータからなる請求の範囲第３項記載の光線の偏光状態を 決定する４つのストークスパラメータの全てを同時測定するための光偏光計。
5. ５．（ａ）第１の入射面に対して傾いた角度の部分的に正反射する表面を存しこ の表面から光線を部分的に反射するとともに、そこで吸収された電磁波に比例す る大きさを有する第１の電気的出力信号を発生する第１の光検知器に光線を向け 、（ｂ）前記第１の入射面とは異なる第２の入射面に対して傾いた角度の部分的 に正反射する表面を有しこの表面から光線を部分的に反射するとともに、そこで 吸収された電磁波に比例する大きさを有する第２の電気的出力信号を発生する第 ２の光検知器に第１の光検知器から部分的に反射された光線を向け、（ｃ）前記 第２の入射面とは異なる第３の入射面に対して傾いた角度の部分的に正反射する 表面を有しこの表面から光線を部分的に反射するとともに、そこで吸収された電 磁波に比例する大きさを有する第３の電気的出力信号を発生する第３の光検知器 に第２の光検知器から部分的に反射された光線を向け、（ｄ）実質的に全光線を 吸収する表面を有するとともに、そこで吸収された電磁波に比例する大きさを有 する第４の電気的出力信号発生する第４の光検知器に第３の光検知器から部分的 に反射された光線を向ける、 ことからなる光線の偏光状態を測定する方法。
6. ６．前記第１、第２、第３および第４の出力信号を用いて光線の偏光状態を決定 する４つのストークスパラメータ全てを同時測定する工程を含む請求の範囲第５ 項記載の光線の偏光状態を測定するための方法。
7. ７．さらに、４行４列の光偏光行列式Ａを決定し、前記第１、第２、第３および 第４の出力信号の各々を対応するデジタル信号に変換し、Ｓ＝Ａ−１Ｉ（式中、 Ａは４行４列の光偏光計行列式であり、Ｉは前記第１、第２、第３および第４の 出力信号からなる４行１列単一のベクトルである。）に従い４つのストークスパ ラメータの各々を計算する工程からなる請求の範囲第６項記載の光線の偏光状態 を決定する４つのストークスパラメータ全てを同時測定するための方法。
8. ８．前記計算工程が、計算Ｓ＝Ａ−１Ｉを行うためにマイクロコンピュータを使 用し、前記マイクロコンピュータのメモリーにＡまたはＡ−１を記憶する請求の 範囲第７項記載の光線の偏光状態を決定する４つのストークスパラメータ全てを 同時測定するための方法。
9. ９．前記４行４列の光偏光計行列式Ａを決定する工程が、４つの光検知器の配置 を検量し、光偏光計を入力光で照射し、続いてこの入力光が４つの線形独立な公 知のストークスベクトルで表される４つの異なる線形独立な状態に偏光されるこ とによりＡを決定する請求の範囲第７項記載の光線の偏光状態を決定する４つの ストークスバラメータ全てを同時測定するための方法。
10. １０．前記４行４列の光偏光計行列式Ａを決定する工程が、ミューラーの行列式 Ｍと回転行列式Ｒとを用いて計算され、前記ミューラーの行列式が、 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、ｒは非偏光または円偏光入射光に対する強度反射率であり、ｔａｎψｅ ｘｐ（ｊδ）は複合ｐおよびＳ反射相関係数の比である。）で与えられ、前記回 転行列式Ｒが、 ▲数式、化学式、表等があります▼ で与えられ、行列式Ａの個々の要素ａｍｎを決定する請求の範囲第７項記載の光 線の偏光状態を決定する４つのストークスパラメータ全てを同時測定するための 方法。