[發(fā)明專利]一種增強磁圓偏振二向色性信號和提高信噪比的測量系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610112933.5
• 申請日: 2006-09-13
• 公開（公告）號: CN101144776A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 甘華東;鄭厚植;孫寶權;譚平恒
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01N21/19
• 分類號: G01N21/19
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

1.一種增強磁圓偏振二向色性信號和提高信噪比的測量系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：

用于提供入射光的光源；

用于將光源發(fā)出的光變成單色光的單色儀；

用于將單色儀出射的光聚焦到渥拉斯頓棱鏡上的第一凸透鏡；

用于將第一凸透鏡聚焦的光分成偏振方向相互垂直的線偏振光O光和E光的渥拉斯頓棱鏡；

用于調(diào)制渥拉斯頓棱鏡分成的O光和E光，產(chǎn)生左旋和右旋圓偏振光強度相等的光彈調(diào)制器；

用于控制光彈調(diào)制器，并向鎖相放大器輸出參考信號的光彈調(diào)制器控制器；

用于將光彈調(diào)制器出射的左旋和右旋圓偏振光強度相等的O光和E光聚焦到固定在變溫磁體系統(tǒng)中心的樣品上的第二凸透鏡；

用于固定樣品，實現(xiàn)樣品的溫度和磁場在較大范圍內(nèi)連續(xù)可變，進而研究材料磁圓偏振二向色性的溫度和磁場強度依賴關系的變溫磁體系統(tǒng)；

用于分別探測從樣品透射O光和E光的光強信號，并將探測的O光和E光的光強信號差分輸入給鎖相放大器的兩個探測器；

用于根據(jù)接收自兩個探測器的光強信號和接收自光彈調(diào)制器控制器的參考信號，得到樣品的磁圓偏振二向色性信號、光波長、溫度和磁場強度的鎖相放大器。

2.根據(jù)權利要求1所述的增強磁圓偏振二向色性信號和提高信噪比的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一凸透鏡為具有很強聚焦能力和很大焦距的凸透鏡，以確保透射的光發(fā)散很小和會聚的光斑很小。

3.根據(jù)權利要求2所述的增強磁圓偏振二向色性信號和提高信噪比的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一凸透鏡的焦距為20cm。

4.根據(jù)權利要求1所述的增強磁圓偏振二向色性信號和提高信噪比的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述O光的偏振方向平行于主平面，E光的偏振方向垂直于主平面。

5.根據(jù)權利要求1所述的增強磁圓偏振二向色性信號和提高信噪比的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述渥拉斯頓棱鏡作為起偏器，采用分束角為5°的渥拉斯頓棱鏡，得到兩束偏振方向相互垂直的線偏振光，經(jīng)過所述光彈調(diào)制器后兩束光都變成左旋和右旋交替變化的圓偏振光，所述兩束光在同一時刻所處的偏振態(tài)相反，經(jīng)樣品吸收后照射到兩個探測器上通過所述鎖相放大器做差分測量實現(xiàn)信號增大一倍，信噪比提高1至2個數(shù)量級。

6.根據(jù)權利要求1所述的增強磁圓偏振二向色性信號和提高信噪比的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光彈調(diào)制器的光軸與O光和E光的偏振方向成45°夾角，確保產(chǎn)生的左旋和右旋圓偏振光的強度相等。

7.根據(jù)權利要求1所述的增強磁圓偏振二向色性信號和提高信噪比的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第二凸透鏡的焦距為15cm，第二凸透鏡的物距大于其二倍焦距。

8.根據(jù)權利要求7所述的增強磁圓偏振二向色性信號和提高信噪比的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第二凸透鏡將兩束光的交點成像在樣品上，同時由于光被第一凸透鏡聚焦在渥拉斯頓棱鏡上，光斑也被成像在樣品上，這樣既使照射到樣品上的兩束光會聚到一點，也使大束斑光聚焦成很小一點。

9.根據(jù)權利要求1所述的增強磁圓偏振二向色性信號和提高信噪比的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述從樣品透射O光和E光分開照射到所述兩個探測器上，所述兩個探測器探測到的信號被分別送到鎖相放大器的A和B輸入端，把鎖相放大器調(diào)到A-B差分工作模式下，鎖相放大器的參考信號由光彈調(diào)制器的控制器提供，這樣得到的信號強度是單路測量的2倍，信噪比也比單路測量高。

10.根據(jù)權利要求1所述的增強磁圓偏振二向色性信號和提高信噪比的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光源發(fā)出的光是部分偏振光，在單色儀與渥拉斯頓棱鏡之間進一步放置一只旋光鏡，以調(diào)整光的偏振方向，調(diào)節(jié)透過渥拉斯頓棱鏡后兩束光的強度分布，使到達探測器的兩路光的光強相等，消除直流背景和噪音，提高信噪比。