纵向场介导的多功能斯托克斯偏振成像解析
光学
2025-10-06 v1
摘要
斯托克斯偏振成像被视为一个引人注目的平台，使其能够实现从单分子取向到深空探测等多种应用。然而，现有的偏振成像方法主要依赖横向偏振场的重构，因而面临多个挑战，包括多次时间序列检测、复杂的解调算法以及复杂的工程程序。为克服这些挑战，本文首先演示了基于纵向偏振场的配方，用于实现原位有效且精细的斯托克斯偏振成像。这一成果通过揭示非准轴聚焦条件下自旋到轨道动量转换机制，实现了偏振椭圆的直接映射。我们揭示了通过局部采样纵向场解析偏振椭圆的解析解，其中基于卷积神经网络的全局检索可显著增强鲁棒性。结果表明，所得斯托克斯偏振成像同时具备原位信号获取（直接辨识）、远超微秒级的解调时间、卓越的检测效率（无需复杂设计）以及低于 1% 的超高检索精度，这在传统偏振成像方法中基本不可实现。我们的工作为实现全方位通用向量偏振计提供了巨大的潜力，开启了一系列与偏振控制相关的应用。
引用
@article{arxiv.2510.03180,
title = {Unraveling longitudinal field mediated versatile Stokes polarimetry},
author = {Shuaijie Yuan and Xu Zhu and Jin Yang and Yu Liu and Jinhai Zou and Zhongquan Nie and Baohua Jia and Bing Lei},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.03180},
year = {2025}
}