复杂介质的互易偏振成像
光学
2024-02-26 v3
摘要
偏振光与介质相互作用的矢量演化可揭示其微观结构与各向异性，超越标量光相互作用所能获取的信息。复杂介质的各向异性性质（二向衰减、延迟和去偏振）可通过测量 Mueller 矩阵进行偏振成像量化。然而，反射几何下的偏振成像在众多应用中无处不在且常受青睐，却因缺乏对后向几何下所测 Mueller 矩阵合适的分解，导致介质各向异性性质恢复不佳。在此，我们引入后向散射 Mueller 矩阵的互易偏振分解，提出复杂介质的互易偏振成像。基于光波在前向与后向散射路径中的互易性，通过测量后向散射 Mueller 矩阵确定复杂介质的二向衰减、延迟和去偏振各向异性。我们在多种应用中展示了互易偏振成像对复杂非手性与手性介质（双折射分辨率靶、组织切片和葡萄糖悬浮液）的量化能力，以卓越的清晰度和准确性揭示其各向异性微观结构。我们还强调，对于某些复杂介质，Lu-Chipman 与微分分解对后向散射 Mueller 矩阵会得出错误的介质偏振性质，而互易偏振分解能正确恢复。互易偏振成像将有助于从遥感到生物医学的复杂介质成像，并开启反射几何下偏振光学的新应用。
引用
@article{arxiv.2305.12053,
title = {Reciprocal polarization imaging of complex media},
author = {Zhineng Xie and Guowu Huang and Weihao Lin and Xin Jin and Yifan Ge and Yansen Hu and Xiafei Qian and Min Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.12053},
year = {2024}
}