空间偏振调制器：区分衍射效应与空间偏振调制

我们孤独吗？在寻找地球以外生命的探索中，我们利用自身行星开发并验证远程探测生命的新方法与技术。我们的生命特征探测偏振计（LSDpol）是一种将于野外和空间部署的快照式全斯托克斯光谱偏振计，通过感知反射光的线偏振和圆偏振态来寻找地球上的生命信号。这些生物特征的例子包括由 O2-A 带和植被（如红边和绿峰）产生的线偏振，以及由生物分子的同手性产生的圆偏振。LSDpol 针对感知圆偏振进行了优化。为此，LSDpol 在光谱仪入射狭缝中采用空间光调制器，即快轴随狭缝位置旋转的函数变化的液晶四分之一波片。LSDpol 的原始设计通过结合四分之一波片与偏振光栅实现了双光束光谱偏振计。不幸的是，该设计导致了显著的线到圆偏振串扰。此外，它揭示了伪偏振调制效应。在此，我们给出数值模拟，说明菲涅耳衍射效应如何产生这些伪调制。我们使用 100% 线偏振和圆偏振光在实验室中通过精确的偏振态测量验证了模拟。