[發明專利]一種基于正交移相共軛干涉儀方法的液晶型光學器件相位檢測方法

有效

• 申請號: 201410110901.6
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103837332A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 楊若夫;石明亮;敖明武;董洪舟;楊春平
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 林輝輪;王蕓

技術領域

本發明涉及液晶型光學器件相位檢測領域，具體涉及一種基于正交移相共軛干涉儀方法的液晶型光學器件相位檢測方法。

背景技術

在液晶的眾多特性中，液晶電控雙折射效應是非常重要的一個特征。電控雙折射效應可在液晶分子長軸方向對入射偏振光相位進行控制，利用此性質可將液晶用于顯示、光通訊、光信息處理以及波前校正、光學相控陣等方面。其具有的獨特優點使得可應用光譜范圍寬、調諧電壓低、雙折射率連續可調、損耗低、重復性好、用液晶制作各種器件體積小且成本較低。因此國內外學者基于液晶的電控雙折射特性研制并制備了多種液晶光學器件，如液晶空間光調制器、液晶相位延遲器、液晶透鏡、液晶光柵等器件。此類光學器件的快速發展使自適應光學、空間光通訊等系統的小型化、低成本化成為可能。然而該類液晶光學器件的光學相位調制準確性是其有效應用的關鍵，受測量方法的限制，其相位調制性能很難準確測量與標定，所以針對液晶光學器件相位調制性能的檢測是器件研制過程中一個極為重要的關鍵環節。

目前對于液晶空間光調制器和液晶透鏡器件，可采用雙縫干涉法和Mach-Zehnder干涉儀進行測量，但這兩種方法各有一定局限性。利用雙縫干涉，一次只能測量在雙縫中的一條縫所處位置的相位調制情況，而難以對整個液晶面上的情況進行測量。Mach-Zehnder干涉儀則可以獲得整個平面的相位變化情況，但該干涉儀的信號臂和參考臂不共光路，因此對檢測裝置的穩定性和采用光學元件的加工質量均有較高的要求。使系統是共光路或準共光路的，但相位恢復算法復雜、迭代運算緩慢、檢測精度和速度低，共光路的徑向剪切干涉法、橫向剪切干涉法、徑向剪切干涉儀的方案就是這類方法的幾種典型代表。而基于共軛移相的干涉技術由于為Mach-Zehnder結構，檢測系統同樣面臨外界環境干擾的這一問題。這些方法一般相位恢復算法復雜、抗振性能能力差。

發明內容

針對現有技術存在的問題，提供一種基于正交移相共軛干涉儀方法的液晶型光學器件相位檢測方法。

本發明采用的技術方案為：

一種基于正交移相共軛干涉儀方法的液晶型光學器件相位檢測方法，在移相干涉技術中將入射光正交偏振分解為一路移相參考臂和一路信號臂從而共光路入射進入液晶光學器件進行液晶調制相位的檢測，并采用共軛光學系統將液晶光學器件出射端與面陣探測器成相面共軛。

作為本發明的優選實施方式，偏振方向由半波片控制的線偏振激光器發出的激光，經偏振分光棱鏡分束，透射出p光和s光，所述透射的p光經快軸與x軸夾角為45°的第一1/4波片后為左旋圓偏振光，經反射鏡反射回第一1/4波片后為s光，再次經所述偏振分光棱鏡后反射出的該路光束為信號臂；所述透射的s光經快軸與X軸夾角為45°的第二1/4波片后，壓電陶瓷反射鏡反射并再次穿過第二1/4波片后成為p光，透射過所述偏振分光棱鏡后該路光束為參考臂。

作為本發明的優選實施方式，所述參考臂上的壓電陶瓷反射鏡產生精確的亞微米級的移動，從而在兩個臂上產生正交線偏振的相移。

作為本發明的優選實施方式，對于透射式液晶光學器件的檢測，讓液晶分子長軸方向或偏振方向與s光偏振方向平行，當液晶驅動器施加電壓給透射式液晶光學器件后，液晶分子長軸將沿電場方向轉動，從而在入射s光上引入附加相移，而對于入射到所述透射式液晶光學器件的p光則不會引入附加相移，由此實現了正交偏振信號光與參考光的非等效的相位調制。

作為本發明的優選實施方式，對于強衍射器件，采用共軛光學系統將透射式液晶光學器件出射端與面陣探測器成相面共軛，使從透射式液晶光學器件出射端衍射的各級光束經所述共軛光學系統后再次在面陣探測器感光面上復現，而對于沒有相位調制的p偏振光，同樣經過所述共軛光學系統后入射到面陣探測器感光面上，在面陣探測器前設置偏振方向與X軸成一定夾角的檢偏器，從而使s光和p光在檢偏器起偏方向上實現干涉，面陣探測器對該干涉條紋進行采集，利用移相干涉技術可復原液晶的調制相位。

作為本發明的優選實施方式，對于反射式液晶光學器件的調制相位檢測，與透射式液晶光學器件的調制相位檢測的不同之處在于：在所述反射式液晶光學器件前面放入分束器。

作為本發明的優選實施方式，為提高干涉圖提取效果，對所述分束器入射面鍍增透膜，所述分束器透射面為分光膜。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：