[發(fā)明專利]四分之一波片相位延遲量的測量裝置和測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310250418.3
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103335821A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾愛軍;鄧柏寒;劉龍海;朱玲琳;黃惠杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及偏振測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種四分之一波片相位延遲量的測量裝置和測量方法。

技術(shù)背景

波片在偏振照明、生物檢測、光學(xué)檢測等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。四分之一波片是必不可少的一類偏振器件，常常和線起偏器配合使用產(chǎn)生圓偏振光。相位延遲量是四分之一波片的重要參數(shù)，為了提高偏振光學(xué)系統(tǒng)的性能，需要精確測量偏振光學(xué)系統(tǒng)中四分之一波片的相位延遲量。

在先技術(shù)[1](Baoliang?Wang,?Linear?birefringence?measurement?instrument?using?two?photoelastic?modulators,?Opt.?Eng.?41(5),?981-987,?2002)描述了用兩個光彈調(diào)制器來測量相位延遲量的方法。該系統(tǒng)包含一個He-Ne激光器，一個起偏器，兩個調(diào)制頻率不同的光彈調(diào)制器，一個檢偏器，一個光電探測器。樣品放置于兩個光彈調(diào)制器之間，用鎖相放大器來分析探測器信號，最后用計算機程序來計算相位延遲量和快軸方位角。這種方法使用光彈調(diào)制器，可以提高測量精度。但是該方法使用兩個調(diào)制頻率不同的光彈調(diào)制器和鎖相頻率不同的鎖相放大器，裝置復(fù)雜，操作不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種四分之一波片相位延遲量的測量裝置和測量方法。該裝置和方法只需用到一個光彈調(diào)制器即可測量四分之一波片的相位延遲量，裝置簡單，結(jié)構(gòu)緊湊；只需要一個鎖相放大器，數(shù)據(jù)處理電路簡潔，操作方便。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：

一種四分之一波片相位延遲量的測量裝置，其特點在于該裝置由準直光源、圓起偏器、光彈調(diào)制器、圓檢偏器、光電探測器、光彈控制器、鎖相放大器和計算機組成。上述元部件的位置關(guān)系如下：

沿所述的準直光源出射的光束前進方向依次是所述的圓起偏器、光彈調(diào)制器、圓檢偏器和光電探測器。在所述的光彈調(diào)制器和圓檢偏器之間設(shè)置待測波片的插口。所述的光彈控制器的第一輸出端接所述的光彈調(diào)制器的控制端，光彈控制器的第二輸出端接鎖相放大器的參考信號輸入端，所述的光電探測器的輸出端接所述的鎖相放大器的信號輸入端，鎖相放大器的信號輸出端通過串口接入所述的計算機。該計算機安裝有與所述的鎖相放大器配套的Signaloc2100數(shù)據(jù)采集程序，該Signaloc2100數(shù)據(jù)采集程序用于采集鎖相放大器輸出信號的直流分量和二次諧波分量。

所述的圓檢偏器由四分之一波片和線檢偏器組成，四分之一波片的快軸方位角和線檢偏器的透振方向成45°夾角。

所述的光彈控制器通過輸入面板設(shè)定光彈調(diào)制器的峰值延遲量、調(diào)制頻率和工作波長。

利用所述的四分之一波片相位延遲量的測量裝置測量待測四分之一波片相位延遲量的方法，其特征在于該方法包括下列步驟：

①將待測波片插入所述的光彈調(diào)制器和圓檢偏器之間；

②所述的光彈控制器通過輸入面板設(shè)定光彈調(diào)制器的峰值相位延遲量為2.405rad，所述的光電探測器記錄從圓檢偏器出射的光束光強并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺撾娦盘栞敵鲋了龅逆i相放大器的信號輸入端，所述的光彈控制器輸出端與鎖相放大器的參考信號端相連，鎖相放大器的輸出信號包含二次諧波分量V_2f和直流分量V_DC，鎖相放大器的輸出信號通過串口輸入計算機;

③所述的計算機通過Signaloc2100數(shù)據(jù)采集程序采集所述的鎖相放大器輸出信號的二次諧波分量V_2f和直流分量V_DC，并進行下列計算：

δ=arccos(V2f2VDCJ2(Δ0))]]>

得到待測波片的相位延遲量δ。

與在先技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果如下：