[發明專利]測量液晶器件扭曲角和光延遲的裝置和方法

無效

• 申請號: 200610131610.0
• 申請日: 2006-11-09
• 公開（公告）號: CN101169525A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: 陸云濤;于濤;荊海;付國柱;張航;張睿鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02F1/13
• 分類號: G02F1/13;G01M11/02
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明屬于光電子學和測量技術領域，涉及一種液晶器件的測試裝置和方法，具體地說是一種測量液晶器件扭曲角和光延遲的裝置和方法。

背景技術

液晶器件由于具有功耗低、體積小和重量輕等諸多優點，已經被用在非常廣泛的領域中。現在廣泛應用的測量液晶器件的扭曲角和光延遲的方法主要是Stokes參數法(Susumu?Sato等，日本)、光譜掃描法(S.T.Tang等，香港)和干涉法等。這些方法都歸于兩類：單色光法和光譜法。它們存在下列缺點：

1.采用光譜法測量，會由于液晶器件內部多層膜之間的反射產生的Fabry-Perot效應，引起測量誤差。

2.采用光譜法測量，結構復雜，費用較高。

3.采用單色光測量，由于光源的波動或環境的影響，光強值易產生測量誤差。

4.采用光譜測量和采用單色光測量，由于光強信號及光電轉換器件輸出的電信號都是直流量，直流漂移也要產生測量誤差。

光學外差測量技術具有精度高、抗干擾性強的優點，常用于長度、位移、速度等物理量的精確測量，但是尚未應用在液晶器件的測試領域。

發明內容

本發明的目的是提供一種測量液晶器件扭曲角和光延遲的裝置和方法，此方法將光學外差法應用于液晶器件的測量，且能克服上述測量誤差。

本發明測量液晶器件扭曲角和光延遲的裝置，如圖1所示，包括：雙頻塞曼激光器1，λ/4波片2，分束器3，被測液晶器件4，檢偏器5、7，光電探測器6、8，信號處理部分9。

在本發明測量液晶器件扭曲角和光延遲的裝置中，雙頻塞曼激光器1的輸出光軸與λ/4波片2的表面互相垂直；雙頻塞曼激光器1的輸出光軸與分束器3的反射面成45度夾角；在分束器3和光電探測器6之間依次是被測液晶器件4、檢偏器5，被測液晶器件4的表面、檢偏器5的表面和光電探測器6的表面垂直于分束器3的透射光，檢偏器5的透光軸和λ/4波片2的慢軸成45度角；在分束器3和光電探測器8之間是檢偏器7，檢偏器7的表面、光電探測器8的表面垂直于分束器3的反射光。

本發明的雙頻塞曼激光器1發出具有頻差的左、右旋圓偏振光，λ/4波片2使雙頻塞曼激光器1的出射光成為偏振方向互相垂直的雙頻線偏振光，分束器3使光線部分透射，部分反射，檢偏器5、7使雙頻光的振動方向一致而產生拍頻干涉，光電探測器6、8分別采集拍頻信號，并送入信號處理部分9，信號處理部分9對兩路信號作比較，得到兩路信號的相位差。

本發明的測量液晶器件扭曲角和光延遲裝置的工作過程。

雙頻塞曼激光器1發出具有頻差的左、右旋圓偏振光，經過λ/4波片2后使雙頻塞曼激光器1發出的具有頻差的左、右旋圓偏振光成為偏振方向互相垂直的雙頻線偏振光。分束器3將雙頻線偏振光分成為兩部分，透射光和反射光。透射光稱為信號光，反射光稱為參考光。檢偏器7使參考光產生光學拍頻干涉，拍頻信號被光電探測器8采集。當信號光通過被測液晶器件4時，被測液晶器件4使信號光產生與參考光不同的相位變化，再經過檢偏器5產生拍頻干涉，拍頻信號被光電探測器6采集。光電探測器6、8將拍頻信號轉變為交流電信號，送入信號處理部分9，得到參考光和信號光干涉信號的相位差。根據參考光和信號光干涉信號的相位差，計算出被測液晶器件4的扭曲角和光延遲數據。

本發明的測試方法。

以光軸為軸轉動被測液晶器件4，當被測液晶器件4的轉角為0度、60度和180度時，記錄信號處理部分9得到的相位差Ψ₁、Ψ₂和Ψ₃，由計算機利用外差式測量方程求解，外差式測量方程為：