A new polarimeter scheme based on solid state semiconductors

Un nuevo esquema para polarímetros basado en semiconductor de estado sólido

Se sugiere un nuevo tipo de esquema de polarímetro utilizando semiconductores de estado sólido. El nuevo enfoque se basa en la modulación sobre las intensidades de los haces difractados a través de una rejilla quiral bidimensional, de la que se ha informado recientemente. Se demostrará que se necesitan al menos cuatro mediciones de intensidad de haces difractados no equivalentes para estimar el estado de polarización del haz incidente. El acimut del haz incidente se varió mediante el montaje de una lente polarizadora lineal en un motor escalonado. Se midieron las intensidades de cuatro haces difractados utilizando una pantalla, una cámara CCD y algunos algoritmos ejecutados en un ordenador. El software del entorno de desarrollo LabVIEW se utilizó para controlar el hardware y para presentar los resultados. MATLAB© se utilizó para calcular las intensidades de los haces difractados y para calcular el acimut del haz incidente. Aunque tanto el acimut como la elipticidad deben ser estimados, los experimentos muestran que sólo la estimación del acimut produce resultados precisos. La elipticidad no puede estimarse con precisión. El error en la estimación del acimut depende de la variación de la potencia del rayo incidente. Se encontró que la estimación del acimut es precisa entre [0,140) y (150,180] grados.La causa de los enormes errores en el acimut encontrados entre 140 y 150 grados se mantiene desconocida.

INTRODUCCIÓN

Todos los polarímetros comerciales disponibles en la actualidad funcionan midiendo la diferencia en la intensidad relativa de la luz incidente después de que ésta haya pasado por uno o más filtros. Estos filtros incluyen polarizadores lineales orientados a 0°, 90°, 45° y 135° con respecto a la vertical, polarizadores circulares a la izquierda y a la derecha y filtros de densidad neutra. Estas mediciones de intensidad se utilizan para calcular los parámetros de Stokes (S₀, S₁, S₂ y S₃), a partir de los cuales se puede determinar el ángulo acimutal y la elipticidad del haz de entrada [1]. La principal desventaja de los polarímetros actuales es que requieren divisores de luz o piezas móviles para analizar la intensidad del haz y obtener los parámetros de Stokes.

Ciertos trabajos de investigación desarrollados recientemente sobre las propiedades ópticas de las rejillas chirales 2D conducen a la idea de un nuevo tipo de polarímetros. La nueva propuesta de polarímetro se basa en la tecnología de estado sólido. Por lo tanto, no se asocian inconvenientes mecánicos o de divisores. Se demostrará que la intensidad y el estado de polarización de los haces difractados desde estas rejillas quirales 2D muestran una fuerte modulación en función del estado de polarización del haz incidente. Además, se demostrará que esta dependencia es lineal y, por tanto, cumple el principio de superposición.