[發明專利]電光晶體通光面法線與晶體光軸的夾角測量裝置和方法

有效

• 申請號: 201710917302.9
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107505121B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 劉世杰;魯棋;周游;王圣浩;徐天柱;王微微;邵建達
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種電光晶體通光面法線與晶體光軸的夾角測量裝置和方法，該裝置中的主要元件包括：線偏振光激光器、第一透鏡、小孔光闌、第二透鏡、分光鏡、平面反射鏡、接收屏、第三透鏡、一維精密電動位移臺、第四透鏡、線偏振片、第五透鏡、圖像探測器和計算機，裝調光路須用到數字光電自準直儀和一塊平行度為1″的平行平板玻璃等。本發明實現了待測電光晶體非接觸式無損檢測，克服了現有方法中的晶體易產生劃痕、測量裝置難以搭建和錐光干涉圖難以分析等一系列問題。本發明更換不同F數的第三透鏡和第四透鏡，可對不同厚度的電光晶體進行測量。本發明測量的數據重復性很好，與現有的X射線晶體定向儀測量的數據進行比較，相對誤差在30″以內。

技術領域

本發明涉及光學測量與檢測領域，特別是一種電光晶體通光面法線方向與晶體光軸方向的夾角的測量裝置和方法。

背景技術

電光晶體常用于光調制器和光開光器件中，因其在加工的過程中，通常沿垂直于其光軸的方向進行切割，所以其光軸方向的測定就顯得尤為重要。定軸誤差決定著切割誤差，隨著切割誤差的增大，電光晶體在使用的過程中，光能量損耗會迅速增大，轉換效率也因此變低。因此，對于電光晶體光軸方向要非常準確地測量。市面上所見到的一般的方法是使用“X射線晶體定向儀”來測量，這種方法基于布拉格衍射原理，測量時需將待測電光晶體緊緊地吸附在鋼板上，這會對高精密光學晶體的表面產生劃痕，影響透射光束的波前質量，同時還受限于晶體庫中是否有該晶體的結構參數。

在發明專利《電光晶體Z軸偏離角測量裝置及測量方法(CN105066910A)》中，雖然發明人同樣是基于錐光干涉圖的方法來實現測量，但發明人沒有講清楚該裝置中所述的反射鏡在裝調時是如何擺放的，如果所述的反射鏡上光線的入射角和反射角不為90°，那么可能會稍微影響到待測電光晶體Z軸偏離角的測量精度。

發明內容

本發明提出一種電光晶體通光面法線方向和晶體光軸方向的夾角的測量裝置和方法，實現了電光晶體非接觸式無損檢測，克服了現有方法中的晶體易產生劃痕、測量裝置難以搭建和錐光干涉圖難以分析等一系列問題。更換不同F數的第三透鏡和第四透鏡，可對不同厚度的電光晶體進行測量。測量的數據重復性很好，與現有的X射線晶體定向儀測量的數據進行比較，相對誤差在30″以內。

本發明的技術解決方案如下：

一種電光晶體通光面法線與晶體光軸夾角的測量裝置，包括：激光器、第一透鏡、小孔光闌、第二透鏡、分光鏡、接收屏、平面反射鏡、第三透鏡、一維精密電動位移臺、待測電光晶體、第四透鏡、線偏振片、第五透鏡、圖像探測器和計算機；其特點在于所述的激光器為線偏振光激光器，沿所述的線偏振光激光器發出的激光方向依次是所述的第一透鏡、小孔光闌、第二透鏡和分光鏡，該分光鏡將入射光分為反射光和透射光，在所述的反射光方向上放置所述的平面反射鏡，該平面反射鏡又將光線反射到所述的接收屏上；在所述的透射光方向依次放置所述的第三透鏡、待測電光晶體、第四透鏡、線偏振片、第五透鏡和圖像探測器，所述的第三透鏡被固定在所述的一維精密電動位移臺上，所述的線偏振片的檢偏方向與所述的線偏振光激光器出射光的振動方向相互垂直；所述的圖像探測器的輸出端與所述的計算機的輸入端相連，所述的分光鏡、接收屏、平面反射鏡和待測電光晶體組成泰曼格林型干涉系統；所述的第三透鏡和第四透鏡的口徑相同、焦距相同，且在光路上嚴格共軛，所述的第三透鏡和第四透鏡的F數與所述的待測電光晶體的厚度d的關系為：2F≤d≤3F；所述的線偏振光激光器的出射光束、第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡同光軸；所述的第三透鏡可被所述的一維精密電動位移臺移出和移入光路，且所述的第三透鏡每次被所述的一維精密電動位移臺移入光路后都在同一位置。

采用上述測量裝置測量電光晶體通光面法線與晶體光軸夾角的方法，包括以下步驟：