偏振測量在分析光與物質(zhì)相互作用的領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，其應(yīng)用也十分廣泛怠噪。在眾多偏振測量器件中恐似，基于雙光彈調(diào)制器的偏振測量儀
在精確度、靈敏度傍念、測量速度方面均有優(yōu)勢蹂喻。特別在遙感、宇宙生命探測等微弱信號的高精度檢測方面有不可替代的作用捂寿。本文簡單介
紹了雙光彈調(diào)制器的偏振測量儀的在光合微生物探測方面的一則應(yīng)用實例。
對宇宙中生命的探測依賴于對生物過程中特有的可觀察特征的檢測孵运。如果這些信號可以被遙感到秦陋，那么就可以不需要昂貴的著陸航天器
就能對行星表面和遠處物體進行廣泛的探查。同源手性被認為是所有形式的生命的通用性治笨，因此它可能是非陸地生命的標志驳概，而圓偏振
直接歸因于有機分子的手性，因此圓偏振可能提供一個更直接的生物過程存在的指標旷赖。光合作用出現(xiàn)在地球歷史的早期顺又，并從那時起就
對地球上的生命發(fā)揮了重要作用，微生物主導(dǎo)的光合生物圈是隨機選擇的太陽系外行星最可能的可能性之一等孵。由此可見稚照，偏振測量儀在
遙感中的主要作用是了解光合微生物是否在散射光中產(chǎn)生宏觀的圓偏振特征。如果光合微生物確實產(chǎn)生了這樣的特征，那么圓偏振光譜
就可以作為強指標在遙感中進行廣泛的生物探測果录。
William B. Sparks團隊從馬里蘭大學生物技術(shù)研究所海洋生物技術(shù)中心獲得了光合海洋藍藻細菌的培養(yǎng)物上枕。這些光合的原核生物具有
葉綠素a和天線色素藻藍藻和藻藍蛋白。他們測量了這些樣品的圓偏振特性弱恒。
實驗使用了Hinds的偏振測量儀（系列II/FS42-47）辨萍，設(shè)計目標是在存在線偏振度約0.03的條件下測量圓偏振度10-4的圓偏振光。2個
夾角45°的PEMs返弹，以共振頻率42kHz和47kHz調(diào)制锈玉，然后是軸22.5°的Glan棱鏡、場透鏡义起、單色儀和光電倍增管檢測器拉背。整個系統(tǒng)由一
臺專用的臺式計算機控制。線性Stokes參數(shù)并扇，Q和U去团，由2f調(diào)制頻率測量，而圓形Stokes參數(shù)V穷蛹，由第一個PEM的1f調(diào)制頻率測量土陪，使
用鎖相放大器以獲得額外的精度。直流分量提供了總強度I肴熏。在我們能夠產(chǎn)生完全線性偏振光的情況下鬼雀，圓偏振光完全偏振光的偏振度
為零。偏振計可從400nm調(diào)到800nm蛙吏，并由軟件自動控制源哩，并可以在選定波長范圍內(nèi)進行離散的掃描。單色譜的光譜分辨率為
15nm(FWHM)鸦做，最常見的采樣頻率為5nm步長励烦。
實驗分別測量了樣品的透射和反射的圓偏振光譜。光路如圖1：在反射模式下泼诱，來自光纖耦合石英鎢鹵燈的光通過水平開口(B)進入直徑
為200mm的積分球坛掠，照亮對面球壁上的一個點。擋板位于照明點和樣品之間治筒，以減少該方向的直接照明屉栓。光被大量的內(nèi)部反射去偏
化，并作為未偏化的漫射光出口到位于下方A端口的樣品表面耸袜。偏振測量儀從上方端口C的正常表面查看樣品友多，并將端口A的樣品成像
到單色器的入口狹縫上。在透射模式下堤框，水平端口B關(guān)閉域滥，使用相同的光源照亮樣品下面的彌漫性白色斑塊纵柿，這種低偏振白光直接通過
樣品進入偏振測量儀。
圖1 偏振測量儀和積分球的組合光路圖
對于WH8101(圖2A)骗绕。在藍色（類胡蘿卜素）中看到了一個廣泛的吸收復(fù)合物藐窄，以及在620nm（藻藍蛋白）和680nm(葉綠素a)處的條
帶。每個信號都顯示了一個顯著的圓偏振信號酬土。此外荆忍，藍色復(fù)合物和藻藍藻帶顯示出單個符號的圓偏振，而葉綠素a帶的圓偏振顯示出
非常獨特的衍生型“保守”圓二色性特征撤缴。圓偏振的符號在吸收最大值的位置上精確地反轉(zhuǎn)刹枉。這種眾所周知的效應(yīng)是由于激子耦合的葉
綠素分子二聚體的存在，其中葉綠素分子彼此接近屈呕，具有成對的功能微宝，有效地作為一個大分子。結(jié)果表明透射光譜體現(xiàn)了樣品的圓二向
色性虎眨。
WH8101的反射實驗(圖2B)顯示了反射率和偏振光譜蟋软，非常接近透過率實驗。雖然使用無偏振光照射樣品嗽桩，但反射偏振光譜的特征與
透射偏振光譜相同岳守。我們可以看到了吸收藍色的類胡蘿卜素，藻藍蛋白天線色素和葉綠素a二聚體保守的圓偏振符號的變化碌冶。透射光譜
和反射光譜的偏振振幅相似湿痢。在680nm處圓偏振符號變化的存在是一個非常強烈的跡象，表明即使在散射光譜中也體現(xiàn)了樣品的分子
圓二色性扑庞。
圖2 藍藻細菌WH8101的圓極振光譜
(A)聚球菌WH8101的透射極振譜譬重。藍線表示圓偏振度；紅色實線表示吸光度譜的比例版本
(B)反射偏振譜如A一樣罐氨，除了紅色實線是-log10（反射率）臀规，紅色虛線是線偏振度的比例圖
隨著超大地面望遠鏡的發(fā)展，望遠鏡的能力足以為偏振測量提供足夠的光子栅隐，葉綠素a的圓偏振光的紅色邊緣有望成為宇宙生物探測的
重要指標以现。
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