随机矢量光的复杂相干偏振矩阵断层成像技术用于相位图像编码

《ACS Photonics》：Tomography of Complex Coherence-Polarization Matrix of Random Vector Light for Phase Image Encoding

研究通过向量模式分解和离轴全息术，提出了一种高效测量部分相干矢量光束4D交叉光谱密度矩阵的方法，可精确恢复极化、平均强度及相干态，并探索其在相干相位成像编码中的应用。

　　

随机矢量光束，也称为部分相干矢量光束（PCVBs），具有多个可控的自由度（DOFs），如偏振、相位和相干度，这些特性使它们在光加密、计量学和光捕获等应用中至关重要。然而，完全实验性地表征PCVBs的所有自由度仍然面临重大挑战。在这项研究中，我们利用矢量模式分解和离轴全息技术，开发了一种高效的方法来测量PCVB的4D交叉光谱密度矩阵（也称为相干-偏振矩阵），从而能够获取所有二阶及更高阶的统计特性。我们详细讨论了该方法的基本原理，并通过实验验证了其准确性，成功恢复了两个测试光束的偏振状态、平均强度和相干度。此外，我们还探讨了该方法在基于相干的相位图像编码和解码中的潜在应用。我们的研究在光加密、信息传输和检测领域具有广阔的应用前景。