[發明專利]一種能測量材料光學非線性的相位光闌

無效

• 申請號: 201110338924.9
• 申請日: 2011-11-01
• 公開（公告）號: CN102385093A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 宋瑛;林聶;仲泉;劉南春;石光;楊俊義
• 申請（專利權）人: 常熟微納激光光子技術有限公司
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30;G01N21/41
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種能測量材料光學非線性的相位光闌。

背景技術

隨著光通信和光信息處理等領域技術的飛速發展，非線性光子學材料研究日益重要。光邏輯、光存儲、光三極管、光開關等功能的實現主要依賴于非線性光子學材料的研究進展。介質光學非線性參數的測量技術是研究非線性光學材料的關鍵技術。4f相位相干成像系統(G.Boudebs?and?S.Cherukulappurath，“Nonlinear?optical?measurements?using?a?4f?coherent?imaging?system?with?phas?eobject”，Phys.Rev.A，69，053813(1996))就是近年來提出的一種測量材料非線性折射和吸收的新方法。

4f相位相干成像法是一種光束畸變的測量方法，這種方法是在4f系統物平面上放置一個相位光闌，將待測的非線性物體放置在傅里葉平面上，而在出射面上用CCD相機接收出射激光脈沖圖像的方法。這種方法可以利用單脈沖同時測量非線性折射系數的大小和符號。相位光闌是在一個圓形光闌的中心制作一個面積更小圓形的相位物體，通過相位物體的光比其它地方的光有一個π/2的相位延遲。當被測材料的非線性折射率為正的時候，CCD接收到的非線性圖像由于正相襯的原因，在相位物體的位置強度比周圍增強。相反的，當被測材料的非線性這折射率為負的時候，非線性圖像的相位物體的位置的強度比周圍要弱。

4f相位相干成像法巧妙地利用相位光闌來實現了非線性折射率的大小和符號的測量。目前使用的相位光闌在測量時，測量的靈敏度受到一定的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種改進的相位光闌，該相位光闌在不影響測量的靈敏度的同時，能有效的測量和區分介質的三階非線性折射系數的大小與符號。

為了解決上述的技術問題，本發明的技術方案是：一種能測量材料光學非線性的相位光闌，包括相位物體，所述相位物體與相位光闌之間相位延遲為π/2，所述相位物體為對稱的方形。

所述相位物體為透明介質薄膜形成。

理論模型：在4f系統的入射面上二維物體被由脈沖激光發射的歸一化的線偏振單色平面波(E＝E₀(t)exp[-j(ωt-kz)]+c.c.)照射。如果相位物體透過率為t(x，y)，則在相位物體后表面的場為：O(x，y，t)＝E(x，y，t)t(x，y)，所以樣品前表面場振幅為O(x，y，t)的空間傅里葉變換：

S(u,v,t)=1λfFT[O(x,y,t)]=1λf∫∫O(x,y,t)exp[-2πj(ux+vy)]dxdy---(1)]]>

上式中FT——傅里葉變換的符號；u為4f系統共焦面處x方向的空間頻率，u＝x/λf；v是4f系統共焦面處y方向的空間頻率，v＝y/λf；f為透鏡L₁與L₂的焦距；λ為入射激光束的激發波長。