伴随着信息时代的来临,人们越来越注重对信息载体的拓展。偏振作为光的本质属性之一,不仅其地位与光的其他主要属性如振幅、频率、位相是等同的,更重要的是它也可以作为信息调制的载体:物体发射或反射光束的偏振态携带有物体本身丰富的信息;使用偏振光与待测物体发生相互作用的过程就是将物体的信息加载到光束偏振态上的过程,对偏振态的测量和分析相当于对加载信息的解调过程,由此可以获取待测物体的信息。 描述光束偏振态最普遍最全面的方法,是用一组物理量纲完全相同的参量——斯托克斯参量来描述的。而将描述器件性质的米勒矩阵与斯托克斯参量相结合,能够解决几乎所有的偏振光传播问题。 查阅文献资料得知,目前国内对斯托克斯参量的测量基本上还是停留在单光路测量,采集数据。其方法是使入射光束经过一系列的光学元件,通过机械转动或连续的周期性调制改变元件状态来改变光束的偏振态,先后四次测量光强,最后计算出斯托克斯参量的四个分量。这种测量的弊端在于费时麻烦,不能测量出某个确定时刻光束的偏振态,因此不能适用于脉冲激光及偏振态迅速变化的光束。而在光纤通信,尤其是相干光通信中,在环境比较恶劣的情况下,光纤中偏振态的变化速率小于10ms;在光纤传感中,对实时性的要求也很高,要求在变化超出允许范围时及时发出警告。所有这些都要求能够实时测量光的偏振态,这也是我们设计实施光束斯托克斯参量实时测量系统的初衷。 我们搭建的系统在光路的设计中引入分振幅方法,将单光路拓展为四光路,由四个统一定标的光电探测器来接收探测光强。我们在器件的选取、光路的设计、程序的编制、误差分析等方面做了一些具体的工作,研制出了一套集光、机、电、算一体化的斯托克斯参量测量系统。针对所做的主要工作,本论文主要从以下几个方面进行了论述: 第一章主要介绍了斯托克斯参量的发展历史及现状,指出对其进行实时测量的意义,并简要概括自己的工作重点。在第二章中,主要介绍了描述光束偏振态的几种典型方法,以及它们之间的相互关系,突出强调了斯托克斯参量表示法的普遍性和通用性。