[發明專利]一種利用雙縫干涉法測量偏振態的裝置及方法

有效

• 申請號: 201010137833.4
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN101846553A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 白云峰;董娟;李艷秋
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 張利萍

技術領域

本發明涉及一種利用雙縫干涉法測量偏振態的裝置及方法，屬于光電檢測技術。

背景技術

偏振光在科學技術及工業生產中有著廣泛的應用。比如在機械工業中，利用偏振光的干涉來分析機件內部應力分布情況，這就是光測彈性力學的課題。在化工廠里，我們可以利用偏振光測量溶液的濃度。偏光干涉儀、偏光顯微鏡在生物學、醫學、地質學等方面有著重要的應用。在航海、航空方面則制出了偏光天文羅盤。偏振遙感技術對大氣科學的發展有重要的意義，偏振光還可以用做3D成像等方面。

在光刻機中偏振照明尤為重要。目前隨著多種分辨率增強技術的出現，例如浸液式投影物鏡，相移掩模，離軸照明，光學臨近效應校正等，投影曝光光刻系統能夠獲得45nm節點以致更低的分辨率。但是浸液式投影物鏡的應用使數值孔徑值大于1，此時必須考慮入射光的矢量特性。入射光的偏振態會明顯影響硅片上圖形的對比度。例如對于線條圖形來說，入射光的偏振方向垂直于線條圖形的方向，對比度會降低，而如果偏振方向平行于線條方向，對比度增強。

偏振光在科學研究及工業生產中有這樣重要的意義，那么對入射偏振光偏振態的檢測變得尤為重要。

目前使用最多的為斯托克斯參量測量方法。它的測量原理是，在待測光路中，調節的偏振片與1/4波片光軸方向，測得透射光強，通過對輸出信號的計算求得待測光的Stokes參量。測量時可以通過旋轉光路中偏振片光軸和1/4波片快軸方向，得到至少6組光強值；也可以先把入射光分光后，每束光經過固定好的不同光軸和快軸方向的偏振片與1/4波片組合后測得光強。此方法測量中需要多次改變偏振片光軸與1/4波片快軸的方向，這增加了實驗誤差。另外由于使用了1/4波片，一個特定裝置只能針對某一特定波長的光進行測量，測量其它波長光時需要更換其波長對應的1/4波片，還需要重新確定1/4波片的快軸方向，這在很大程度上限制了偏振光測量的速度與精度。

發明內容

本發明的目的是為了解決以上問題，提出一種利用雙縫干涉法測量偏振態的裝置及方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明的一種利用雙縫干涉法測量偏振態的裝置，包括偏振片、擋光板和CCD探測器；其中擋光板上有兩條狹縫，除了擋光板上的兩條狹縫外，擋光板上的其余部分完全不透光；沿光路方向依次為偏振片、擋光板和CCD探測器。

本發明的一種利用雙縫干涉法測量偏振態的方法，其具體步驟為：

1)將偏振片覆蓋在擋光板的一條狹縫上，然后沿光路方向依次固定擋光板和CCD探測器；

2)平行入射光照射在擋光板上，平行入射光透過擋光板上的兩條狹縫在CCD探測器成像，形成干涉條紋；

3)根據相干理論，推導CCD探測器上任意點如P點光強表達式如式(1)：