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[發明專利]一種波片檢測裝置及方法有效

專利信息
申請號: 201610029435.8 申請日: 2016-01-17
公開(公告)號: CN105628343B 公開(公告)日: 2018-06-01
發明(設計)人: 劉世元;張傳維;谷洪剛 申請(專利權)人: 武漢光電工業技術研究院有限公司
主分類號: G01M11/02 分類號: G01M11/02
代理公司: 暫無信息 代理人: 暫無信息
地址: 430075 湖北省武漢市東湖新技術開*** 國省代碼: 湖北;42
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摘要:
搜索關鍵詞: 檢測波 波片 調制 光譜數據 特征參數 檢偏臂 起偏臂 偏振光 矩陣 檢測裝置 探測器 光源 穆勒矩陣元素 快軸方位角 同一條直線 橢偏儀測量 相位延遲量 矩陣建立 一次測量 幅值比 快慢軸 透過率 旋光角 樣品臺 耦合波 檢偏 退偏
【權利要求書】:

1.一種實現波片檢測的方法,其特征在于,包括:

S100、打開光源,調整起偏臂和檢偏臂,使其中心在同一條直線上;

S200、將待檢測波片放置在樣品臺上,調整樣品臺的高度及方位,保證放于樣品臺上待檢測波片的中心與檢偏臂和檢偏臂的中心在同一條直線上,光源的光束垂直入射到待檢測波片,并且光束光斑能夠全部通過待檢測波片;

S300、利用探測器測量待檢測波片的穆勒矩陣光譜Mc,待檢測波片在波長為λ時的測量穆勒矩陣Mc(λ)為:

M c ( λ ) = 1 m 12 ( λ ) m 13 ( λ ) m 14 ( λ ) m 21 ( λ ) m 22 ( λ ) m 23 ( λ ) m 24 ( λ ) m 31 ( λ ) m 32 ( λ ) m 33 ( λ ) m 34 ( λ ) m 41 ( λ ) m 42 ( λ ) m 43 ( λ ) m 44 ( λ ) λ ∈ Γ - - - ( 7 ) ]]>

其中,Γ為所要檢測波片特征參數的光譜范圍,Γ是所提供波片檢測裝置穆勒矩陣橢偏儀的可用波段范圍中的一個子集,λ為波段范圍Γ中的任意一個波長點,為mij(λ)(i=1,2,3,4;j=1,2,3,4)為在波長為λ時波片測量穆勒矩陣Mc(λ)的歸一化元素;

S400、根據測量得到的待檢測波片的測量穆勒矩陣Mc獲得待檢測波片的特征參數光譜θ、δ,、ψ、ρ和D,θ為待檢測波片的快軸方位角、δ為相位延遲量、ψ為快慢軸透過率幅值比角ψ(λ)、ρ為旋光角、D為退偏指數;具體包括:

S401、根據波長為λ時的波片測量穆勒矩陣Mc(λ),計算得到待檢測波片在波長為λ時的退偏指數D(λ),如下

D ( λ ) = 1 - { T r [ M c ( λ ) M c T ( λ ) ] - 1 3 } 1 / 2 - - - ( 8 ) ]]>

其中,Tr表示矩陣的跡,T表示矩陣的轉置;

S402、根據波長為λ時的波片測量穆勒矩陣Mc(λ)和步驟S401得到的待檢測波片在波長為λ時的退偏指數D(λ),計算待檢測波片不包含退偏參數的穆勒矩陣Mc'(λ),可由下式獲得

M c ′ ( λ ) = M c ( λ ) M - 1 [ D ( λ ) ] = 1 m 12 ′ ( λ ) m 13 ′ ( λ ) m 14 ′ ( λ ) m 21 ′ ( λ ) m 22 ′ ( λ ) m 23 ′ ( λ ) m 24 ′ ( λ ) m 31 ′ ( λ ) m 32 ′ ( λ ) m 33 ′ ( λ ) m 34 ′ ( λ ) m 41 ′ ( λ ) m 42 ′ ( λ ) m 43 ′ ( λ ) m 44 ′ ( λ ) - - - ( 9 ) ]]>

其中,M-1[D(λ)]表示退偏指數為D(λ)退偏器穆勒矩陣的逆矩陣,mij'(λ)(i=1,2,3,4;j=1,2,3,4)表示待檢測波片不包含退偏參數的穆勒矩陣Mc'(λ)的歸一化元素;

S403、根據步驟S402得到波長為λ時待檢測波片不包含退偏參數的穆勒矩陣Mc'(λ),計算得到待檢測波片在波長為λ時的待檢測波片的快軸方位角θ(λ)、相位延遲量δ(λ)、快慢軸透過率幅值比角ψ(λ)、旋光角ρ(λ),此時有如下關系

M′c(λ)=R[ρ(λ)]R[-θ(λ)]M[δ(λ),ψ(λ)]R[θ(λ)] (10)

其中,R[ρ(λ)]、R[-θ(λ)]、R[θ(λ)]和M[δ(λ),ψ(λ)]分別有如下是形式

R [ ρ ( λ ) ] = 1 0 0 0 0 c o s 2 ρ ( λ ) sin 2 ρ ( λ ) 0 0 - sin 2 ρ ( λ ) c o s 2 ρ ( λ ) 0 0 0 0 1 - - - ( 11 ) ]]>

R [ - θ ( λ ) ] = 1 0 0 0 0 c o s 2 θ ( λ ) - sin 2 θ ( λ ) 0 0 sin 2 θ ( λ ) cos 2 θ ( λ ) 0 0 0 0 1 - - - ( 12 ) ]]>

R [ θ ( λ ) ] = 1 0 0 0 0 c o s 2 θ ( λ ) sin 2 θ ( λ ) 0 0 - s i n 2 θ ( λ ) c o s 2 θ ( λ ) 0 0 0 0 1 - - - ( 13 ) ]]>

M [ δ ( λ ) , ψ ( λ ) ] = 1 - cos 2 ψ ( λ ) 0 0 - cos 2 ψ ( λ ) 1 0 0 0 0 sin 2 ψ ( λ ) cos δ ( λ ) sin 2 ψ ( λ ) sin δ ( λ ) 0 0 - sin 2 ψ ( λ ) sin δ ( λ ) sin 2 ψ ( λ ) cos δ ( λ ) - - - ( 14 ) ]]>

聯立式(9)-(14)可以得到待檢測波片的在波長為λ時的待檢測波片的快軸方位角θ(λ)、相位延遲量δ(λ)、快慢軸透過率幅值比角ψ(λ)、旋光角ρ(λ);

S404、變換波長,重復步驟S401-S403,得到另外一個波長下的待檢測波片的快軸方位角θ(λ)、相位延遲量δ(λ)、快慢軸透過率幅值比角ψ(λ)、旋光角ρ(λ)和退偏指數D(λ);

S405、不斷重復步驟S404,直至所選擇波段范圍Γ內所有波長下待檢測波片的快軸方位角、相位延遲量、快慢軸透過率幅值比角、旋光角和退偏指數,得到待檢測波片的所有特征參數光譜。

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