一种多功能偏振光源系统及其使用方法

1.本发明属于偏振光照明技术领域，尤其涉及一种多功能偏振光源系统及其使用方法。

背景技术：

2.近几年来，随着偏振研究的深入发展，偏振技术被广泛的应用在探测搜救，目标识别等领域。在需要偏振主动照明或偏振光通信的应用场景中，如要改变偏振光源参数，大多需要人为的手动操作不同的偏振光学组件，而手动对光源进行参数调整不仅费时费力，甚至可能造成一定的误差。尤其是在需要连续而快速的产生不同类型的偏振光时，或进行偏振编码通信时，更是力不从心或不能实现。

技术实现要素：

3.本发明目的在于提供一种多功能偏振光源系统及其使用方法，可解决偏振照明或偏振编码通信中为改变各种光源参数大多需要人为的手动操作，手动对实验装置进行调整不仅费时费力，甚至可能造成一定的误差的技术问题。可针对在偏振编码通信中产生预设的不同类型偏振编码组合的连续周期信号的应用需求，提出解决方案。
4.为实现上述目的，本发明的一种多功能偏振光源系统及其使用方法的具体技术方案如下：
5.一种多功能偏振光源系统，包括led光源，led光源的光线方向上设置偏振镜头单元，led光源偏振镜头单元均与控制单元电性连接，控制单元控制led光源的发射功率；
6.偏振镜头单元包括外壳本体，外壳本体内依次设置线偏振光选择波轮、圆偏振光选择波轮、偏振波段选择波轮和望远镜头；通过控制单元控制线偏振光选择波轮、圆偏振光选择波轮、偏振波段选择波轮的波轮旋转，以产生不同线偏振角度，不同圆偏或线偏、不同光波波段的偏振光组合；
7.led光源发出的光依次经过线偏振光选择波轮、圆偏振光选择波轮和偏振波段选择波轮，最后由望远镜头出射。
8.进一步，线偏振光选择波轮包括第一安装支架，第一安装支架上转动设置第一安装板，第一安装板上设置个4个镜孔，其中三个镜孔上分别安装有 0
°
线偏振片、45
°
线偏振片和90
°
线偏振片，最后一个镜孔上未安装偏振片。
9.进一步，圆偏振光选择波轮包括第二安装支架，第二安装支架上转动设置第二安装板，第二安装板上设置个4个镜孔，2个镜孔上安装有1/4波片，两个镜孔上未安装波片。
10.进一步，偏振波段选择波轮包括第三安装支架，第三安装支架上转动设置第三安装板，第三安装板上设置4个镜孔，3个镜孔上分别安装有450nm 蓝光滤光片、532nm绿光滤光片和671nm红光滤光片，1个镜孔上未安装滤光片。
11.进一步，led光源是可见光波段全光光源。
12.本发明还提供了一种多功能偏振光源系统的使用方法，具体包括以下步骤，且以
下步骤顺次进行：
13.步骤一、检查led光源外观，打开led光源电源，设置led光源的工作模式，由显示屏显示光源工作状态；显示屏为控制单元的信息显示装置，能够显示当前的光源工作状态，光源功率及偏振光模式等参数；
14.步骤二、设置光源功率
15.led光源与控制单元连接，控制单元可以调节led光源的发光功率；
16.步骤三、设置线偏振光方向
17.线偏振光选择波轮上包含4个镜孔，通过控制单元控制某一镜孔旋转到工作光路位置，产生0
°
线偏振光、45
°
线偏振光、90
°
线偏振光或无偏光；
18.步骤四、设置圆偏振光
19.圆偏振光选择波轮上包含4个镜孔，通过控制单元控制某一镜孔旋转到工作光路位置，产生左旋圆偏振光或右旋圆偏振光或无偏光中的；
20.如果线偏振光选择波轮是0
°
线偏振光，圆偏振光选择波轮是1/4波片时，当1/4波片快轴(光轴的快慢轴在光学里是通用概念，传播速度快的光矢量方向为快轴)与0
°
线偏振光偏振方向的夹角为45
°
，则产生左旋圆偏振光；当1/4波片快轴与0
°
线偏振光偏振方向的夹角为-45
°
，则产生右旋圆偏振光；如果线偏振光选择波轮是无偏光时，而圆偏振光选择波轮无1/4波片时，则产生无偏光；
21.步骤五、设置光波波段
22.偏振波段选择波轮上包含4个镜孔，通过控制单元控制某一镜孔旋转到工作光路位置，分别产生蓝光波段、绿光波段、红光波段或可见光全波段的偏振光或无偏光；
23.步骤六、按启动键，光源开始工作，可发射不同偏振角度，不同圆偏线偏、不同光波波段的偏振光模式组合；
24.步骤七、如想改变光源模式，按关闭键；重新进行步骤二、三、四、五的设置步骤；或按照预先程序设置好所需不同偏振组合的时间顺序，以循环产生周期变换的组合偏振光；
25.步骤八、工作结束时，按关闭键，然后关闭光源电源。
26.本发明的一种多功能偏振光源系统及其使用方法具有以下优点：设计一种多功能偏振光源系统，将控制单元与偏振镜头单元组合使用，利用控制单元控制偏振光源不同参量的变化，实现一种可以自动精准发射不同组合光源条件的多功能偏振光源系统。该系统可以自动调整光源的发射功率，得到不同强度的出射光源，可以产生不同线偏振角度，不同圆偏线偏、不同光波波段的偏振光组合。与普通的系统相比，该系统可以自动产生不同模式的偏振光源组合，具有实时性、高效性与精确性，能够有效减小因人为旋转器件带来的误差，更可由程序控制产生连续的、可随程序控制变化的偏振编码组合，或产生连续周期信号形式的偏振编码组合。该多功能偏振光源系统可以广泛的应用于偏振成像、偏振探测、偏振通信等相关测试、实验和仪器设备中。
附图说明
27.图1为本发明的一种多功能偏振光源系统的装置结构图。
28.图2为本发明的一种多功能偏振光源系统的内部结构图。
29.图3为本发明的一种多功能偏振光源系统的线偏振光选择波轮的主视图。
30.图4为本发明的一种多功能偏振光源系统的圆偏振光选择波轮的主视图。
31.图5为本发明的一种多功能偏振光源系统的偏振波段选择波轮的主视图。
32.图中标记说明：1、led光源；2、偏振镜头单元；201、外壳本体；202、线偏振光选择波轮；2021、0
°
线偏振片；2022、45
°
线偏振片；2023、90
°
线偏振片；203、圆偏振光选择波轮；2031、1/4波片；204、偏振波段选择波轮；2041、450nm蓝光滤光片；2042、532nm绿光滤光片；2043、671nm 红光滤光片；205、望远镜头；3、控制单元。
具体实施方式
33.为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种多功能偏振光源系统及其使用方法做进一步详细的描述。
34.如图1-图5所示，本发明设计了一种多功能主动照明偏振光源，该光源无需手动操作，可以实现对光源发射功率、线偏振光方向、圆偏线偏及光波波段的自动控制，增强实际应用中的便捷性，减少由于人工手动调节装置带来的误差，可以满足多种不同功能偏振光源主动照明的需求，有着一定的实际意义。
35.一种多功能偏振光源系统，包括led光源1，led光源1的光线方向上设置偏振镜头单元2，led光源1偏振镜头单元2均与控制单元3电性连接，控制单元3控制led光源1的发射功率；
36.偏振镜头单元2包括外壳本体201，外壳本体201内依次设置线偏振光选择波轮202、圆偏振光选择波轮203、偏振波段选择波轮204和望远镜头 205；通过控制单元3控制线偏振光选择波轮202、圆偏振光选择波轮203、偏振波段选择波轮204的波轮旋转，以产生不同线偏振角度，不同圆偏或线偏、不同光波波段的偏振光组合；
37.控制单元3，通过单片机来对线偏振光选择波轮202、圆偏振光选择波轮203和偏振波段选择波轮204进行控制；
38.led光源1发出的光依次经过线偏振光选择波轮202、圆偏振光选择波轮203和偏振波段选择波轮204，最后由望远镜头205出射。
39.在本实施方式中，线偏振光选择波轮202包括第一安装支架，第一安装支架上转动设置第一安装板，第一安装板上设置4个镜孔，其中三个镜孔上分别安装有0
°
线偏振片2021、45
°
线偏振片2022和90
°
线偏振片2023，最后一个镜孔上保持空白，未安装偏振片。
40.在本实施方式中，圆偏振光选择波轮203包括第二安装支架，第二安装支架上转动设置第二安装板，第二安装板上设置4个镜孔，2个镜孔上安装有1/4波片2031，两个镜孔保持空白，上未安装波片。
41.在本实施方式中，偏振波段选择波轮204包括第三安装支架，第三安装支架上转动设置第三安装板，第三安装板上设置4个镜孔，3个镜孔上分别安装有450nm蓝光滤光片2041、532nm绿光滤光片2042和671nm红光滤光片2043，1个镜孔上未安装滤光片。
42.在本实施方式中，led光源1是可见光波段全光光源，控制单元3包括单片机、键盘和显示屏。
43.一种使用所述如权利要求-中任意一项所述的多功能偏振光源系统的方法，具体包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：
44.步骤一、检查led光源1外观，打开led光源1电源，设置led光源1 的工作模式，由显
示屏显示光源工作状态；显示屏为控制单元的信息显示装置，能够显示当前的光源工作状态，光源功率及偏振光模式等参数；
45.步骤二、设置光源功率
46.led光源1与控制单元3连接，控制单元3可以调节led光源1的发光功率；
47.步骤三、设置线偏振光方向
48.线偏振光选择波轮202上包含4个镜孔，通过3控制某一镜孔旋转到工作光路位置，产生0
°
线偏振光、45
°
线偏振光、90
°
线偏振光或无偏光；
49.步骤四、设置圆偏振光
50.圆偏振光选择波轮203上包含4个镜孔，通过控制单元3控制某一镜孔旋转到工作光路位置，如果线偏振光选择波轮202是0
°
线偏振光2021，圆偏振光选择波轮203是1/4波片2031时，当1/4波片2031快轴与0
°
线偏振光2021偏振方向的夹角为45
°
，则产生左旋圆偏振光；当1/4波片2031 快轴与0
°
线偏振光2021偏振方向的夹角为-45
°
，则产生右旋圆偏振光；如果线偏振光选择波轮202是无偏光时，而圆偏振光选择波轮203无1/4波片 2031时，则产生无偏光；
51.此处需要说明的是：
52.这个系统就是使用0
°
线偏振光与1/4波片搭配得到的左旋和右旋圆偏振光(两个波片的快轴与0
°
线偏振光方向的夹角为45
°
和-45
°
)，这两个波片的快轴是事先已经调好的，就是与0
°
的线偏振光才能搭配产生。这个系统就是利用0
°
线偏振光进一步得到的左旋和右旋圆偏振光。当然，45
°
和 90
°
的线偏振光也可以得到左旋和右旋圆偏振光，但是需要将波片的快轴与 45
°
、90
°
的偏振光方向夹角也调整为45
°
和-45
°
。这个装置中，波片的度数都是事先调整好然后放在波轮里的，所以只采用了0
°
线偏振光进行发射，即该系统中，左旋右旋圆偏振光的产生方式只采用0
°
线偏振光通过对应调制好的波片这一种。
53.步骤五、设置光波波段
54.偏振波段选择波轮204上包含4个镜孔，通过控制单元3控制某一镜孔旋转到工作光路位置，分别产生蓝光波段、绿光波段、红光波段或可见光全波段的偏振光或无偏光；
55.步骤六、按启动键，光源开始工作，可发射不同偏振角度，不同圆偏线偏、不同光波波段的偏振光模式组合；
56.步骤七、如想改变光源模式，按关闭键；重新进行步骤二、三、四、五的设置步骤；或按照预先程序设置好所需不同偏振组合的时间顺序，以循环产生周期变换的组合偏振光；
57.步骤八、工作结束时，按关闭键，然后关闭光源电源。
58.本发明一种多功能偏振光源系统，通过led光源、偏振镜头单元及控制单元，实现了该系统自动产生不同偏振光源组合的功能。利用控制单元来对光源、线偏振光选择波轮、圆偏振光选择波轮以及偏振波段选择波轮进行控制，以此达到自动控制的效果。本发明可以广泛的应用于偏振光照明探测等相关领域，能够有效减少传统方法中因人为调整器件而产生的误差，增加数据的精确性，方便高效，为偏振相关的研究提供了一种自动精准、便捷高效的多功能偏振光源系统，在偏振相关研究中具有重要意义。
59.可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不
会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

技术特征：

1.一种多功能偏振光源系统，其特征在于，包括led光源(1)，led光源(1)的光线方向上设置偏振镜头单元(2)，led光源(1)与偏振镜头单元(2)均与控制单元(3)电性连接，控制单元(3)控制led光源(1)的发射功率；偏振镜头单元(2)包括外壳本体(201)，外壳本体(201)内依次设置线偏振光选择波轮(202)、圆偏振光选择波轮(203)、偏振波段选择波轮(204)和望远镜头(205)；通过控制单元(3)控制线偏振光选择波轮(202)、圆偏振光选择波轮(203)、偏振波段选择波轮(204)的波轮旋转，以产生不同线偏振角度，不同圆偏或线偏、不同光波波段的偏振光组合；led光源(1)发出的光依次经过线偏振光选择波轮(202)、圆偏振光选择波轮(203)和偏振波段选择波轮(204)，最后由望远镜头(205)出射。2.根据权利要求1所述的多功能偏振光源系统，其特征在于，线偏振光选择波轮(202)包括第一安装支架，第一安装支架上转动设置第一安装板，第一安装板上设置个4个镜孔，其中三个镜孔上分别安装有0
°
线偏振片(2021)、45
°
线偏振片(2022)和90
°
线偏振片(2023)，最后一个镜孔上未安装偏振片；圆偏振光选择波轮(203)包括第二安装支架，第二安装支架上转动设置第二安装板，第二安装板上设置个4个镜孔，2个镜孔上安装有1/4波片(2031)，两个镜孔上未安装波片；偏振波段选择波轮(204)包括第三安装支架，第三安装支架上转动设置第三安装板，第三安装板上设置4个镜孔，3个镜孔上分别安装有蓝光滤光片(2041)、绿光滤光片(2042)和红光滤光片(2043)，1个镜孔上未安装滤光片；led光源(1)是可见光波段全光光源。3.根据权利要求1所述的多功能偏振光源系统，其特征在于，蓝光滤光片(2041)为450nm，绿光滤光片(2042)为532nm，红光滤光片(2043)为671nm。4.一种使用所述如权利要求-中任意一项所述的多功能偏振光源系统的方法，其特征在于，具体包括以下步骤，且按以下步骤顺次进行：步骤一、检查led光源(1)外观，打开led光源(1)电源，设置led光源(1)的工作模式，由显示屏显示光源工作状态；步骤二、设置光源功率led光源(1)与控制单元(3)连接，控制单元(3)可以调节led光源(1)的发光功率；步骤三、设置线偏振光方向线偏振光选择波轮(202)上包含4个镜孔，通过控制单元(3)控制某一镜孔旋转到工作光路位置，产生0
°
线偏振光、45
°
线偏振光、90
°
线偏振光或无偏光；步骤四、设置圆偏振光圆偏振光选择波轮(203)上包含4个镜孔，通过控制单元(3)控制某一镜孔旋转到工作光路位置，产生左旋圆偏振光或右旋圆偏振光或无偏光中的；步骤五、设置光波波段偏振波段选择波轮(204)上包含4个镜孔，通过控制单元(3)控制某一镜孔旋转到工作光路位置，分别产生蓝光波段、绿光波段、红光波段或可见光全波段的偏振光或无偏光；步骤六、按启动键，光源开始工作，可发射不同偏振角度，不同圆偏线偏、不同光波波段的偏振光模式组合；步骤七、如想改变光源模式，按关闭键；重新进行步骤二、三、四、五的设置步骤；或按照
预先程序设置好所需不同偏振组合的时间顺序，以循环产生周期变换的组合偏振光；步骤八、工作结束时，按关闭键，然后关闭光源电源。5.根据权利要求1所述的多功能偏振光源系统，其特征在于，所述步骤四中，如果线偏振光选择波轮(202)是0
°
线偏振光(2021)，圆偏振光选择波轮(203)是1/4波片(2031)时，当1/4波片(2031)快轴与0
°
线偏振光(2021)偏振方向的夹角为45
°
，则产生左旋圆偏振光；当1/4波片(2031)快轴与0
°
线偏振光(2021)偏振方向的夹角为-45
°
，则产生右旋圆偏振光；如果线偏振光选择波轮(202)是无偏光时，而圆偏振光选择波轮(203)无1/4波片(2031)时，则产生无偏光。

技术总结

本发明一种多功能偏振光源系统及其使用方法，属于偏振光照明技术领域；包括LED光源，LED光源的光线方向上设置偏振镜头单元，LED光源和偏振镜头单元均与控制单元电性连接，控制单元控制发出偏振光的发射功率和偏振态；偏振镜头单元包括外壳本体，外壳本体内依次设置线偏振光选择波轮、圆偏振光选择波轮、偏振波段选择波轮和望远镜头；控制单元通过控制线偏振光选择波轮、圆偏振光选择波轮、偏振波段选择波轮的旋转，产生不同圆偏或线偏、不同线偏振角、不同光波波段的偏振光组合。本发明可手动或程序设置，精确高效的得到不同类型的偏振光，具有一定的实际意义。具有一定的实际意义。具有一定的实际意义。