[發明專利]光彈調制測量系統

在審

• 申請號: 201410821124.6
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104502281A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 張宏毅;陳涌海;高寒松
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

1.一種光彈調制測量系統，其特征在于，包括：起偏器、光彈調制器、分光元件、原始測量光路、參考測量光路及數據采集處理及控制模塊；

起偏器，用于產生偏振光信號；

光彈調制器，位于所述起偏器的光路后端，用于借助窗口晶體的光彈效應按照預設的調制頻率對通過其的偏振光信號產生偏振態調制；

分光元件，位于所述光彈調制器的光路后端，用于將所述光彈調制器出射的偏振態調制后的偏振光信號分為兩束-原始光束和參考光束；

原始測量光路，位于所述分光元件的原始光束的光路后端，用于利用原始光束對樣品進行平面光學各向異性測試，得到原始信號，該原始信號中包含樣品信息以及光彈調制器對偏振光信號調制引入的噪聲；

參考測量光路，位于所述分光元件的參考光束的光路后端，用于利用參考光束進行無樣品平面光學各向異性測試，得到參考信號，該參考信號包含光彈調制器對偏振光信號調制引入的噪聲；

數據采集處理及控制模塊，用于將所述原始信號除以平滑和歸一化處理后的參考信號，從而得到樣品的抑制光彈調制器調制噪聲后的平面光學各向異性信號。

2.根據權利要求1所述的光彈調制測量系統，其特征在于，所述參考測量光路和原始測量光路結構相同。

3.根據權利要求2所述的光彈調制測量系統，其特征在于，所述起偏器沿豎直方向，所述光彈調制器的光學主軸與豎直方向成正45°角。

4.根據權利要求3所述的光彈調制測量系統，其特征在于，所述原始測量光路包括：第一檢偏器、第一光電探測器、第一鎖相放大器；所述第一檢偏器的主軸與垂直方向成正45°角；樣品位于光彈調制器和第一檢偏器之間；第一鎖相放大器與光彈調制器和第一光電探測器相連接；

其中，原始光束經過樣品，受到樣品水平和豎直方向光學性質差別的影響，其偏振狀態發生變化；經由第一檢偏器檢測出與水平方向成45°偏振方向的光束；第一光電探測器探測檢測出的光束的強度，第一鎖相放大器以光彈調制器的調制頻率對光電探測器生成的信號進行鎖相放大，得到原始信號。

5.根據權利要求4所述的光彈調制測量系統，其特征在于，所述該參考測量光路包括：第二檢偏器、第二光電探測器和第二鎖相放大器；所述第二檢偏器的主軸與垂直方向成正45°角方向；第二鎖相放大器與光彈調制器和第二光電探測器相連接；

其中，所述第二檢偏器檢測參考光束的偏振狀態，而后參考光束被所述第二光電探測器接收，第二鎖相放大器以光彈調制器的調制頻率對光電探測器的輸出信號進行鎖相放大，得到參考信號。

6.根據權利要求5所述的光彈調制測量系統，其特征在于，所述第二檢偏器的消光比與第一檢偏器的消光比相同；

所述第二光電探測器的頻率特性和波長響應與第一光電探測器的相關參數相同。

7.根據權利要求1至6中任一項所述的光彈調制測量系統，其特征雜魚，所述分光元件為消偏振分光棱鏡；

其中，由光彈調制器出射的高速偏振態調制后的偏振光信號經過該偏振分光棱鏡后，分為相互垂直的原始光束和參考光束。

8.根據權利要求1至6中任一項所述的光彈調制測量系統，其特征在于，所述樣品置于二維平臺上，可沿X軸和Y軸方向移動。