Calibração polarimétrica baseada em varredura angular contínua para o GSST via caracterização de estados de polarização em sistema opto-mecânico

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Esta nota técnica apresenta um procedimento didático e reprodutível de calibração polarimétrica baseada em varredura angular contínua em um sistema opto-mecânico do tipo PSG/PSA. O arranjo experimental é composto por uma fonte LED, difusor, polarizador linear, lâmina de quarto de onda de geração, lâmina de quarto de onda rotativa de análise, polarizador linear fixo e detector óptico. A metodologia segue o princípio do analisador com lâmina de quarto de onda rotativa, no qual a intensidade medida pelo detector é decomposta em componentes harmônicas de 2θ e 4θ para recuperar os parâmetros de Stokes. São descritos o alinhamento do sistema, a sequência de aquisição dos estados de referência, lineares e circulares, as varreduras de 0◦ a 180◦ com passo de 1◦ e de 0◦ a 360◦ com passo de 5◦, bem como o processamento necessário para estimar diferenças de fase, coeficientes harmônicos, parâmetros de Stokes normalizados e grau de polarização. Resultados experimentais preliminares mostram a separação clara entre a modulação associada aos estados lineares, dominada pelos termos em 4θ, e a modulação associada aos estados circulares, dominada pelo termo em 2θ. Os resultados quantitativos são interpretados como parâmetros de Stokes reduzidos recuperados pelo PSA e como etapa de caracterização/calibração do sistema PSG/PSA. Eles não constituem, por si só, uma matriz de Mueller completa. A matriz de Mueller será obtida em etapa posterior, quando os estados de entrada gerados pelo PSG e os estados analisados pelo PSA forem combinados em um sistema matricial do tipo Sout = MSin. Essa distinção é importante porque o presente ensaio valida a capacidade do analisador de converter informação polarimétrica em modulação de intensidade, enquanto a calibração de Mueller exige uma sequência de estados de entrada conhecidos e suficientemente independentes. ABSTRACT: This technical note presents a didactic and reproducible procedure for polarimetric calibration based on continuous angular scanning in an opto-mechanical PSG/PSA system. The experimental setup consists of an LED source, diffuser, linear polarizer, generation quarter-wave plate, rotating analysis quarter-wave plate, fixed linear analyzer, and optical detector. The methodology follows the rotating quarter-wave plate analyzer described by Schaefer et al. (2007), in which the detected intensity is decomposed into 2θ and 4θ harmonic components to retrieve the Stokes parameters. The document describes the system alignment, the acquisition sequence for reference, linear, and circular states, the angular scans from 0◦ to 180◦ with 1◦ steps and from 0◦ to 360◦ with 5◦ steps, and the data processing required to estimate phase shifts, harmonic coefficients, normalized Stokes parameters, and degree of polarization. Preliminary experimental results show a clear separation between the modulation associated with linear states, dominated by 4θ terms, and the modulation associated with circular states, dominated by the 2θ term. The document provides a reproducible technical basis for future Mueller-matrix calibration and spectropolarimetric characterization. The quantitative results are interpreted as reduced Stokes parameters recovered by the PSA and as a characterization/calibration step of the PSG/PSA system. By themselves, they do not constitute a complete Mueller matrix. The Mueller matrix will be obtained at a later stage, when the input states generated by the PSG and the states analyzed by the PSA are combined into a matrix system of the form Sout = MSin. This distinction is important because the present experiment validates the analyzers ability to convert polarimetric information into intensity modulation, whereas Mueller calibration requires a sequence of known and sufficiently independent input states.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.