[發(fā)明專利]一種偏振探測裝置

在審

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• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109916515A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬輝;廖然;劉枝迪;戴進(jìn)才
• 申請（專利權(quán)）人: 清華-伯克利深圳學(xué)院籌備辦公室
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種偏振探測裝置，其特征在于，包括沿光路依次設(shè)置的光束出射單元、光束調(diào)節(jié)單元和光束接收單元；

所述光束出射單元用于提供偏振入射光束；

所述光束調(diào)節(jié)單元用于控制所述偏振入射光束投射至被測微粒；

所述光束接收單元用于接收所述偏振入射光經(jīng)所述被測微粒散射后的預(yù)設(shè)角度的偏振散射光束；

其中，所述光束出射單元的光軸與所述光束接收單元的光軸平行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振探測裝置，其特征在于，所述光束調(diào)節(jié)單元包括調(diào)光棱鏡；

所述調(diào)光棱鏡至少包括入射面、反射面和出射面；

所述偏振入射光束垂直所述調(diào)光棱鏡的入射面進(jìn)入所述調(diào)光棱鏡，在所述調(diào)光棱鏡的反射面發(fā)生全反射；在所述調(diào)光棱鏡的反射面全反射的所述偏振入射光束垂直所述調(diào)光棱鏡的出射面射出，并投射至所述被測微粒。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振探測裝置，其特征在于，所述光束調(diào)節(jié)單元包括反射鏡；

所述偏振入射光束經(jīng)所述反射鏡的反射面發(fā)生全反射，并投射至被測微粒。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的偏振探測裝置，其特征在于，所述光束調(diào)節(jié)單元還包括匯聚透鏡；

當(dāng)所述光束調(diào)節(jié)單元包括所述調(diào)光棱鏡和所述匯聚透鏡時，所述調(diào)光棱鏡和所述匯聚透鏡沿光路依次設(shè)置；

所述匯聚透鏡用于對垂直所述調(diào)光棱鏡的出射面射出的偏振出射光束聚焦，并投射至所述被測微粒；

或者，當(dāng)所述光束調(diào)節(jié)單元包括所述反射鏡和所述匯聚透鏡時，所述反射鏡和所述匯聚透鏡沿光路依次設(shè)置；

所述匯聚透鏡用于對所述反射鏡的反射面全反射的偏振反射光束聚焦，并投射至所述被測微粒。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的偏振探測裝置，其特征在于，所述偏振入射光束發(fā)生全反射的入射角為θ；所述入射角θ滿足：

其中，n₁為所述反射面的第一側(cè)的光密介質(zhì)的折射率，n₂為背離所述第一側(cè)的所述反射面的第二側(cè)的光疏介質(zhì)的折射率；

所述預(yù)設(shè)角度的偏振散射光束的散射角為β；其中，β＝2θ。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的偏振探測裝置，其特征在于，所述光束調(diào)節(jié)單元還包括位于所述反射面第二側(cè)的封裝結(jié)構(gòu)；

所述封裝結(jié)構(gòu)與所述反射面構(gòu)成密封空間，所述密封空間內(nèi)密封有所述光疏介質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的偏振探測裝置，其特征在于，所述散射角β＝120°；所述入射角θ＝60°。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的偏振探測裝置，其特征在于，所述調(diào)光棱鏡包括三棱鏡。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振探測裝置，其特征在于，所述光束出射單元包括沿所述光路依次設(shè)置的光源、起偏器和光闌；

所述光源用于提供自然光；

所述起偏器用于將所述自然光轉(zhuǎn)換為偏振光；

所述光闌用于限制所述偏振光的光束，以提供所述偏振入射光束。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振探測裝置，其特征在于，所述光束接收單元包括接收鏡組和偏振探測器；

所述接收鏡組包括相對設(shè)置的接收透鏡和準(zhǔn)直透鏡；

所述預(yù)設(shè)角度的偏振散射光束在所述接收透鏡的焦點(diǎn)聚合，并在焦點(diǎn)發(fā)散進(jìn)入所述準(zhǔn)直透鏡，轉(zhuǎn)換為平行偏振光束；

所述偏振探測器用于接收所述平行偏振光束。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的偏振探測裝置，其特征在于，所述接收鏡組還包括位于所述接收透鏡和所述準(zhǔn)直透鏡之間的小孔光闌；

所述小孔光闌的孔徑中心與所述接收透鏡的焦點(diǎn)重合；所述小孔光闌用于對所述接收透鏡聚合的所述預(yù)設(shè)角度的偏振散射光束進(jìn)行空間濾波。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的偏振探測裝置，其特征在于，所述接收透鏡和所述準(zhǔn)直透鏡之間的距離等于所述接收透鏡的焦距f₁和所述準(zhǔn)直透鏡的焦距f₂之和。