Resumen
Optoelectronic device for determining the state of polarization of a light beam. An optoelectronic device is presented to determine the state of polarization of an incident light beam that includes a sectorized vector diffractive optical element (3). Each sector has the ability to focus and polarize. The light beams that pass through each sector, output beams (4), are captured by a photodetection system (5) and converted into electrical signals, the number of which is equal to the number of sectors. Said signals are processed by means of data processing elements (6) to simultaneously obtain all the elements of the Stokes vector of the incident beam. The incident beam (2) can be adapted by means of a light collection system (1). The invention also includes a method for determining the polarization state of a light beam using the device described above. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 1. Dispositivo optoelectrónico para determinar el estado de polarización de un haz de luz mediante la medida simultánea de todos los parámetros de Stokes que incluye: - un elemento óptico difractivo vectorial sectorizado (3) con, al menos, 4 sectores, que genera una serie de haces de luz de salida (4), cuyo número es igual al número de sectores del elemento óptico difractivo vectorial sectorizado (3); - un sistema de fotodetección (5) con un número de fotodetectores igual al número de sectores del elemento óptico difractivo vectorial sectorizado (3); - al menos un elemento de procesamiento de datos (6); donde cada uno de los sectores del elemento óptico difractivo vectorial sectorizado (3) tiene capacidad de enfoque y diferente capacidad para modular el estado de polarización de un haz de luz incidente (2), donde cada uno de los sectores del elemento óptico difractivo vectorial sectorizado (3) enfoca la luz en una posición espacial distinta, y donde el sistema de fotodetección (5) está situado en un plano paralelo al del elemento óptico difractivo vectorial sectorizado. 2. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 1 en el que el elemento óptico difractivo vectorial sectorizado (3) está micro- o nanoestructurado. 3. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el elemento óptico difractivo vectorial sectorizado (3) es configurable optoelectrónicamente. 4. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 1 en el que el elemento óptico difractivo vectorial sectorizado (3) está formado por polarizadores y/o retardadores estándar. 5. Dispositivo según la reivindicación 4 en el que el elemento óptico difractivo vectorial sectorizado (3) está formado una multiplicidad de placas zonales de Fresnel, de Bessel o de Airy cuyo centro está desplazado con respecto al eje del elemento óptico vectorial sectorizado (3), de forma que se producen una multiplicidad de focos separados entre sí. 6. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 1 en el que el elemento óptico difractivo vectorial sectorizado (3) está formado por una lente generada mediante un modulador espacial de luz constituido por píxeles de cristal líquido y configurable optoelectrónicamente. 7. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en el que el elemento óptico difractivo vectorial sectorizado (3) está formado por una máscara difractiva vectorial implementada mediante nanoestructuración de la superficie de un material metálico o dieléctrico que incorpora nanoestructuras birrefringentes. 8. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 7 en el que el material metálico se selecciona del grupo formado por acero, oro, plata o cualquier metal en el que se produzcan LIPSS (Laser Períodic Surface Structures). 9. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 7 en el que el material dieléctrico se selecciona del grupo formado por vidrio, plástico, o cualquier material dieléctrico en el que se produzcan LIPSS (Laser Periodic Surface Structures). 10. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 7 en el que la nanoestructuración de la superficie se realiza mediante el depositado o dopado del material con nanopartículas metálicas. 11. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye un sistema de recolección de luz (1) del que emerge un haz incidente (2) de forma perpendicular a la superficie del elemento óptico difractivo vectorial sectorizado (3). 12. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 11 en el que el sistema de recolección de luz (1) se selecciona entre sistemas refractivos, reflectivos y/o difractivos, o una combinación de los mismos. 13. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 12 en el que el sistema de recolección de luz (1) se selecciona entre los que generan un haz de luz incidente (2) monocromático y colimado. 14. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el sistema de fotodetección (5) se selecciona del grupo formado por: un conjunto de fotodetectores monolíticos, o una matriz de fotodetectores. 15. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 14 en el que el sistema de fotodetección (5) es una cámara CCD o una cámara CMOS. 16. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el elemento de procesamiento de datos (6) se selecciona del grupo formado por una placa electrónica, un microprocesador y/o un ordenador. 17. Procedimiento para determinar el estado de polarización de un haz de luz mediante el dispositivo definido en las reivindicaciones 1-16 que comprende: a) determinar las matrices de Mueller de cada uno de los elementos de polarización que conforman el elemento óptico difractivo vectorial sectorizado; b) determinar la matriz W que tiene un tamaño N x 4; c) determinar la matriz inversa, o pseudo-inversa, de la matriz de polarización del elemento óptico difractivo vectorial W, y d) determinar el vector de Stokes mediante la multiplicación de la matriz inversa, o pseudo-inversa, de la matriz W por el vector de intensidades, medidas por el sistema de fotodetección. 18. Procedimiento para determinar el estado de polarización de un haz de luz según la reivindicación 17 que, además, incluye los siguientes pasos: a) determinar la matriz de difracción D mediante el cálculo de las intensidades obtenidas en los fotodetectores, cuando la luz pasa de forma secuencial por cada uno de los sectores del elemento óptico difractivo vectorial sectorizado; b) determinar la inversa de la matriz de difracción D; c) multiplicar la inversa de la matriz de difracción D por el vector de intensidades para obtener el vector de intensidades corregido, y d) determinar el vector de Stokes mediante la multiplicación de la matriz inversa, o pseudo-inversa, de la matriz W por el vector de intensidades corregido.
