Simultane Vermessung von Phase und ortsvarianter elliptischer Polarisation von Lichtfeldern

Drittmittelfinanzierte Einzelförderung


Details zum Projekt

Projektleiter/in:
Prof. Dr. Norbert Lindlein

Projektbeteiligte:
Dr. Sergej Rothau
Dr. Klaus Peter Mantel
Christine Kellermann
Vanusch Nercissian
Andreas Berger
Ismail Barakat

Beteiligte FAU-Organisationseinheiten:
Institut für Optik, Information und Photonik
Lehrstuhl für Angewandte Physik
Lehrstuhl für Experimentalphysik (Optik)

Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
Akronym: PPSI
Projektstart: 01.10.2015
Projektende: 01.10.2018


Forschungsbereiche

Optische Messtechnik
Lehrstuhl für Experimentalphysik (Optik)


Abstract (fachliche Beschreibung):


Polarisationselemente, die auf Subwellenlängenstrukturen basieren, finden in der Optik zahlreiche Anwendungen. Ein Beispiel ist die Erzeugung von radial polarisiertem Licht, das u. a. in der Mikroskopie Verwendung findet, da mit seiner Hilfe besonders kleine und vollkommen rotationssymmetrische Foki erzeugt werden können. Da solche Elemente aber neben der Polarisation auch die Phase des Lichtes beeinflussen können, ist die gleichzeitige Vermessung von Phasenfront und Polarisationszustand des Lichts von aktueller Bedeutung. Bislang lassen sich Polarisation und Phase nur getrennt voneinander bestimmen, die Polarisation über Messungen der Stokes-Parameter, die Phasenfront über interferometrische Messungen. Bei einer interferometrischen Phasenmessung eines ortsvarianten Polarisationszustands können allerdings in den aufgenommenen Interferogrammen Bereiche mit verschwindendem Kontrast entstehen, falls dort die Polarisationszustände der Objekt und Referenzwelle zueinander orthogonal sind. Die Messung ist dann nur abschnittsweise in Bereichen mit gutem Kontrast möglich, wobei sich dabei die Frage nach der Zuordnung der ausgewerteten Bereiche zueinander stellt. Diese lokalen Kontrasteinbrüche machen somit die Bestimmung der Phase für das gesamte Messfeld mit herkömmlichen Methoden unmöglich. Um diesen Problemen abzuhelfen, wird in diesem Antrag ein neuartiges Verfahren vorgeschlagen, das es erlaubt, die gewünschte simultane Vermessung der Phase und eines allgemeinen, d.h. ortsvarianten elliptischen Polarisationszustands im Rahmen eines einzigen Messprozesses vollflächig zu erfassen. Die Lösung dieses Problems besteht in der Erweiterung des Standard-Messverfahrens der phasenschiebenden Interferometrie um eine zusätzliche Variation der Referenzpolarisation. Mit Hilfe einer solchen polarisations- und phasenschiebenden Interferometrie kann so der gewünschte zusätzliche Informationsgewinn über die Objektwelle erreicht werden.


Publikationen
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Rothau, S., Rao, X., & Lindlein, N. (2019). Simultaneous measurement of phase transmission and linear or circular dichroism of an object under test. Applied Optics, 58(7), 1739-1746. https://dx.doi.org/10.1364/AO.58.001739
Rothau, S., & Lindlein, N. (2018). Polarisations- und phasenschiebende Interferometrie für die simultane Vermessung der Phasenfront und der Absorption / des Dichroismus eines Objekts. (pp. P9). Aalen, DE.
Rothau, S., Mantel, K., & Lindlein, N. (2018). Simultaneous measurement of phase transmission and birefringence of an object under test. Applied Optics, 57(17), 4849--4856. https://dx.doi.org/10.1364/AO.57.004849
Rothau, S., Mantel, K., & Lindlein, N. (2017). Polarization and phase shifting interferometry. In Proc. SPIE 10329 (pp. 1032903-1032903-7).
Rothau, S., Kellermann, C., Mayer, S., Mantel, K.P., & Lindlein, N. (2017). Polarization and phase-shifting interferometry for arbitrary, locally varying polarization states. Applied Optics, 56(5), 1422-1430. https://dx.doi.org/10.1364/AO.56.001422
Rothau, S., & Lindlein, N. (2016). Polarization and phase shifting interferometry for the simultaneous measurement of phase and polarization.
Rothau, S., Kellermann, C., & Lindlein, N. (2015). Experimental results of the simultaneous measurement of spatially varying phase and polarization. 116. Jahrestagung der DGaO.
Kellermann, C., Rothau, S., & Lindlein, N. (2015). Theoretical description of a method for simultaneous measurement of phase and arbitrary polarization. Poster presentation at 116. Jahrestagung der DGaO, Brno CZ.
Rothau, S., Kellermann, C., Nercissian, V., Berger, A., Mantel, K., Lindlein, N., & Lindlein, N. (2014). Simultaneous measurement of phase and local orientation of linearly polarized light: Implementation and measurement results. Applied Optics, 14, 3125-3130. https://dx.doi.org/10.1364/AO.53.003125
Rothau, S., Nercissian, V., Berger, A., Harder, I., Mantel, K.P., & Lindlein, N. (2013). Phase and polarization measurement of a spatially varying linear polarization distribution. (pp. 309-312). Nurtingen, DE: springer berlin.

Zuletzt aktualisiert 2019-12-02 um 11:32

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