相比常规的显微成像技术,Mueller矩阵偏振显微成像技术能提供更多介质微观结构的特征信息。因此,设计了一组基于双波片旋转的显微成像系统,通过选取特殊的不相关入射偏振态,实现了快速Mueller矩阵计算成像。用该系统对浸泡在不同质量分数葡萄糖溶液的洋葱内表皮细胞和不同活性状态的人喉癌细胞进行了成像研究。实验结果表明,该系统的测量误差小于4.35%。相比表征样本表面结构特征的传统强度成像,偏振成像可以更有效地检测出样本的变化情况,为生物医学领域提供了一种新的研究方法。

针对双波片偏振调控结构, 基于Stokes-Mueller矩阵偏振算法, 对双1/4波片和双1/2波片的偏振调控机理作了详尽的理论分析, 得出调控偏振态与双波片快轴方向之间的关系, 并追迹其在庞加莱球上的运动轨迹.基于双波片调控结构搭建偏振测量系统, 根据入射和出射Stokes矢量构建了投影关系矩阵算法, 完成了待测元件Mueller矩阵的测量, 并分析了波片的快轴方向误差和位相延迟误差对Mueller矩阵测量结果以及对出射偏振态调控精度的影响.分析结果表明: 波片的快轴方向误差控制在±2°内, 位相延迟误差不大于λ/300时, Mueller矩阵的最大测量误差为0.040 2, 波片自身误差对测量结果的影响可以忽略不计; 波片自身误差所引起的方位角误差不大于0.16 rad时, 快轴方向误差引起的椭率角误差最大不超过0.032 rad, 位相延迟误差导致的椭率角误差小于0.015 rad, 且对偏振度无影响.