Polarization based Microscopy using a Fiber Optic Spectral Polarimeter

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1 izi bd Miy uig Fib Oi i Euh Ki, Dig Dv, Th E. Mi D f Bidi Egiig, Th Uiviy f Tx Aui ABTRCT W fib i i, iu h w u f h y vd. Th iu i f i f izi iiig M) fib id 5 wih h h i i wih iz du wh ii xi i igd h f xi f h fi M fib. Th gd u i d f h qui-iuid, whih y ifi quid u h y vd f iid igh. Fui f f h ud u vid h igifi f dii f h y vd f igh. Th f f h fib i i i dd by h u iui d xi wih iu igh f w izi. A uiqu hii f hi iu i h h y vd izi f iid igh b did f u wihu y hi v. Mv, h iu b id i ghi igig y uh vi iy y. izi bd iy bid wih fib i i wi vid u h w b uddig f dizi f igh ig hugh bigi i f digi igig. Kywd: izi f Ligh,, ig. NTRODUCTON Th izi f igh d by h iu h b idd b i hi i bidi igig. Viu ivig hv uggd h h dg f izi b ud diiii ii by whih x wy d f h uiy d igh [-3] d iv h ig quiy [, 5]. Thi hd i bd h dizi ff i d ig f iu. A, u f izi hg f igh bd f iu wih w-h ify w ud i bifig f viu iu uh g, u fib, d i [6-]. Mv, i h izi hg dd h gi d ig i f h, izi yi f igh d f iu ff i hd f big h iu [9-]. Hwv, izd igh udi hv b idd b ib hi iu uh b bi i h izi ifi i dyd f ivy fw ig v. Ry, h izi diff igig hiqu w d igig h vid ubuf igig wih dh f h d f - []. h vi u f h izi f igh uig ig d, izi-yzig i, iig f qu wv d iz, ud. Ufuy, h hd gy ivv hi v f h izi-yzig i fwd by v u. Thf u f h izi qui g i iv h i f h u d y ff h ud izi f igh. Th uiqu hii f h d i i h h y vd izi b did f ju u wihu y hi v. Ad vii f h izi f igh w h ivigi f h dizi f igh gig i iu. Fuh, i y b dv uiqu ghi igig hiqu.. BACKGROUND Th i w u fu quii bd ix iiy u wih diff bii f h iz d qu wv, w [3]. = + 9

2 3 Figu. hi ui f ié h. = - 9.b) = ) = 5,λ/ + -5,λ/.d) wh θ d θ,λ/ h ud iii wih h i iz g θ, d h iz i i wih qu wv i f f h d ivy. i iy h igh iiy d, d 3 ify h izi h h i f h igh izd hizy, iy 5 d iuy, ivy. f h igh i hizy izd, izd by,,, ). iiy, h f h vi iy izd igh i, -,, ). Th dg f izi f h igh i giv by =. ) F y izd igh, h dg f izi i uiy d f iy izd igh, <<. f w ih hi izd igh dibd,,, 3 ) d,,, 3 ) uid, h u igh b xd +, +, +, ). O dvg f h i i h h izi f igh b viuizd uig h ié h wih diu f []. h ié h i hw i Figu, h izi f igh i d v ) wih di,, 3 ). f h igh i y izd h d i f h v i h h uf, hwi,,, 3 ) i iid h h < ). Addig w ih igh, h izi f u igh i u f w izi v. A i u f u yi i h izi f bdbd igh b idd u f v ig h. Wh igh gig i iu u h, h h d iud f h f h igh difid by h ig ig v iid h iu, uig i h izi hg, d hi ig ff h izi i fy d bw. i h f h igh i u f h f h, uqu ig ff diff du i dizi f d igh. 3. METHOD Thi i h ii f i- iu quify h izi f d igh v budd iuu f i fqui. Th bi h f h i i iud i Figu [5]. Th igh b ud i ) h bd u d i izi hg wih

3 fquy [,,, 3 ]. Th i i d f i f i d R d R) igd 5 wih h h d iz ) wh ii xi i igd wih h f xi f R. Auig h x d y x iid wih h f d w x f R, hg ii f iid igh, E x d E y, xi h dy ig hugh h fi d by πv f L / d πv L /, ivy, wh f d h fiv idi f d g h f d w x, d L i gh f h fi d. E x d E y h uhd i h d d d h bh ii jd i f d w x wih qu iud. Th igh xiig f h d d h fu wih diff h dy, E x πv f L /+πv f L /), E x πv f L /+πv L /), E y πv L /+πv f L /), d E y πv L /+πv L /) wh h quiy i hi h h dy h h ii f h iu igh xi by id d y. A iz,, j f h igh i h ii xi,, d du if fig bw h. Uig J v ig h igh i f w hg i fid h i fquy v) d J i f i i uh h d d iz [], igh gig f i b did: u v) = v) + v) φ )) wih ν + [ φ φ ) g ))] 3 v) 3 v [ φ + φ ) g ))] 3 v) 3 v 3) ν 3 3 ) = i, ) wh ϕ d ϕ h h di bw igh h g g h f d w x f h R d R, ivy. πν f ) L, φ, = 5) A b udd f Equi 3), u v) iud h qui-iuid, whih y h ifi bu y vd f iid igh h i. W w id hw ddu h f h bid u v). Fui f f Equi 3) giv [ u ] = [ ] x) + [ ν )] x L) + [ ] x + L) * + [ ν 3 )] x L L )) + [ ] x + L L )) 3 * [ ν 3 )] x + L + L )) [ 3 ] x L + L )) 6) i R R u Wvgh f f i Figu. hi f h i Wvgh

4 wh d f h f h Fui f, x d h i h gh diff d = - f i h bifig f h d. A i Equi 6), h v f h ig hv ifi bu h f d ifiy vd f h i h i h gh diff di, d x =, ± L, ± L -L ), ± L +L ). v Fui Tf f h fi, d d fuh f Equi 6), whih d h, d d fi h i h gh diff di, ivy, giv ) 7 ν iφ ) ) ν ν 7.b) ν 3 i φ φ )) [ i ]. 7.) i h di, ϕ d ϕ idd f h iid igh d did y by gh d bifig f h w d, hy b ibd by u f h iid igh wih w izi. A u, w bi h uw izi f iid igh wih ig iiy u uig i. A fib i i i -fib bd iu wih h hii f i. Figu 3 hw h dig f h fib i i. Ligh id by i idu ifi AFC hgi, λ=.3 µ, FWHM=6 ) i divd wih ig d fib MF-) d ud fib i i. A iz/d du i ud h izi f iu igh. izi iiig fib M fib, d, L B =λ/ =. ) id 5 wih h h ud d y R d R) i h fib i i. M fib i bifig fib, i.., h w hg x wih diff fiv idi du i uu. A iz du i id h i ii xi i h f xi f h fi M fib. Th gh f w M fib h d, ivy, h h v f h ii uu ig did by h iv i h i h gh diff di. Ouu ig f h fib i i i ud i fib Fby- ub fi FFT-TF, Mi Oi., FR=. THz 5 ), Bdwidh=. GHz. ), Tuig vg/fr= V, Mxiu Tuig Vg=7 V) i i wih hiv Nw Fu, -FC). Th FF-TF i -fib, Fby- if wih ig-d i fib wvguid g d i g bw w highy fiv uiy i did diy i fib. A Fby- if bd- fi ddig h di bw w i []. By ii f vib div vg FF-TF, xi v f h i i hivd d wvgh uig i ib. Th u f h FF-TF f wvgh uig id f gig bd h y -fib bd h b gd i. M MF- 5 M FC/AC FC/AC FC/AC FC/C FC/AC FC/AC MF- FF-TF MF- Figu 3. Fib Oi i

5 . REULT AND DCUON Figu -6 hw h u f h u f h izi f h iu igh wih w izi. F h u, w ud bd fi L Li Fi, 3NB, λ= 6.99 THz ), Og Oi du h bdwidh f h iu igh d h u w fd v bu FR. Eii f h h di, ϕ v) d ϕ v), i quid u h y vd Equi 7). T ib ϕ v), iv Fui f f h d i h i fquy i h gh diff) di w fd f hizy izd iu igh d i gu w fid uig qu fiig gih u h gu viy dii. Liwi, ϕ v)- ϕ v) w ibd uig h fi f iy izd iu igh 5 wih h i b. Figu ) d b) hw h ud uu u d i Fui f f hizy izd iu igh. O ugig u i h dh f dui i h ig i big ugh h fib i i fib. A, h Fui f f h ud ig hw h y d d dig d, ivy xd. v Fui f f h vid h vd h d h u d i Figu )-f). Th u hw h g, d d 3 v wh fquy gi xd. Hwv, uxd iud ii i h ud d i i i whh i i f y if uh izi d dii i h M fib, ui f yzig hi i. W x quifyig h dii f d y y h v hi ii. Figu 5) d b) hw h ud uu u d i Fui f f iy izd igh 5 h i b. i vid h h uu u i dud diffy wih diff izi f iu igh d h Fui f f h u giv y, fi d hid dig d 3 xd. Hwv, gy diibui i bvd h gi ud h i f h d dig. Th fu y b du v f fi d hid du igh iig f iu iz du. T b u, w d buid h d y wih g M fib. Th ud d i Figu 5)-f) d hw g, d d 3. Figu 6) d b) hw h ud uu u d i Fui f f iuy izd iu igh. Th ud ig i bvd du wih fquy h f iy izd iu igh 5 i h iv Fui f f h fi iud h d 3 gh i d igiy, ivy. Th ud d i Figu 6)-f). 5. CONCLUON Th fib i i, h iu h w h u f dd w ud d d. Th xi u f h iu igh wih w izi vifid h f f h fib i i. Th fib i i if i h v hiqu w u f h -dd izi f h xiig hiqu. Mv, i b id i ghi igig y uh vi iy y. Thi y wi vid u h wi w uddig f dizi f igh ig hugh bigi i f digi igig. A udy h idid h izd igh y b ufu i h diiii bw h d ig u [,9]. Thf, h d igig hiqu wih fib i i b ud f h y di.

6 ) b) y i y i ) i.u) d) Fquy.u ).6 Fquy THz) f).6 Fquy THz) Fquy THz) Fquy THz) Figu. Hizy izd Ligh: ) Mud iy. b) Mgiud f FFT f ). ) Rud,. d) Rud -,. ) Rud,. f) Rud,.

7 ).6 b) y i.. 3 y i ) i.u). d) Fquy.u ). Fquy THz) f). Fquy THz) Fquy THz) Fquy THz) Figu 5. Liy izd Ligh 5 : ) Mud iy. b) Mgiud f FFT f ). ) Rud,. d) Rud,. ) Rud,. f) Rud,.

8 ).6 b) y i.. 3 y i ) i.u). d) Fquy.u ).5 Fquy THz) f).5 Fquy THz) Fquy THz) Fquy THz) Figu 6. Ciuy izd Ligh: ) Mud iy. b) Mgiud f FFT f ). ) Rud,. d) Rud,. ) Rud,. f) Rud,.

9 REFERENCE. J. M. hi, A. H. Gdjbhh, d R. F. B, U f izd igh diii h-h h i uiy ig diu, A. O., 3, )... Mg, M.. Khg, d M. G. h, Eff f izi d i i igig hugh ig di, A. O., 36, ) 3. V., K. höbg, J. T. Wh J., d D. J. Mid, izi diiii f hy gig igh i ubid di, A. O., 3, 5 999).. Gyz, A. C. B, d H. i-j, Muih Ni i wih izi dui: f d ii, O. L., ) 5... hid, X.. G, d M. Gu, Rui iv i ii igig hugh ubid di bd diffi izi gig, A. O. 37, 3 99) 6. K. höbg, B. W. C J., D. J. Mid, L. B. iv, d M. J. Ev, Mig f bifig d h dg i iu by u f izi-iiv i h ghy, A. O., 37, 66 99) 7. J. F. d B,. M. iiv, A. Mfzi, Z. Ch, J.. N, gig hy dgd iu by izi iiv i h ghy, O. Ex., 3, 99). M. G. Du, J. F. d B, H. Hug, L. C. Ch, Z. Ch, J.. N, T. E. Mi, d H. G. Ryd,, izi iiv Oi Ch Tghy f h Rbbi Ey, EEE Ju f d Ti i Quu Ei, 5, ) 9. J. M. hi d. H. Xig, C-izd b i i h ghy f bigi iu, O. L. 3, 6 99).. Ji, G. Y, d L. V. Wg, Dh-vd w-dii v f bd igh d Mu i f bigi iu ud wih i h ghy, A. O. 39, 63 )... Mg d M. E. Rdigwy, izi i f igh bd f w y ig diu, O. Ex. 7, 395 ).. G. D, H. B. Rduy d R. R. Af, D ubuf igig i iu uig d izi fig, O. Ex., 7, 3 ) 3. E. Hh, Oi, Addi-Wy, 97 d Edii). W. A. huiff, izi f Ligh; dui d U, Cbidg, K. O d T. K, i iy wih hd u, O. L., ) 6. C.T. Ky, iv Mhd f Li d Ni Equi, Fi i Aid Mhi V.6, AM, J. W. Gd, ii Oi, Jh Wiy &, 95. A. dh, R. N. d, M.. Ni, B. V. Lxi, A. Agw d A. Rgi, Fu udy f, big, d ig hu b iu,. E 397, ) 9. M. Rjdhyh, G. M, d. Gzz, Cf iy f xid hu i uig i id d d izi: id di f - i,. E 397, )