[發明專利]一種磁光調制橢偏儀裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201910875400.X
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110596012B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 王驚雷;王雙保
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21;G01N21/01
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 陳巍

1.一種磁光調制橢偏儀裝置，其特征在于：包括沿著一條光路依次設置的：光源(1)、第一聚光透鏡(2)、固定第一起偏器(3)、第一磁光調制器(4)、固定第二起偏器(5)、第二磁光調制器(6)、待測樣品（8）、第二聚光透鏡（9）、第三磁光調制器(10)、固定檢偏器(11)；其中，所述光源(1)，用于發出照射待測樣品(8)的單頻率非偏振光；

所述第一聚光透鏡(2),用于對所述光源(1)發出的光進行聚光，減小光束的直徑；

所述固定第一起偏器(3)，用于把所述第一聚光透鏡(2)輸出的非偏振態的光轉變成偏振面固定的線偏振光；

所述第一磁光調制器(4)，用于將入射到所述第一磁光調制器(4)的光的偏振面旋轉一定的角度，調制入射光的偏振態；

所述固定第二起偏器(5)，用于把所述第一磁光調制器(4)輸出的偏振面可旋轉的線偏振光轉變成偏振面固定的線偏振光，并使通過固定第二起偏器(5)前后的光強滿足馬呂斯定律；

所述第二磁光調制器(6)，用于將入射到所述第二磁光調制器(6)的光的偏振面旋轉一定的角度，調制入射光的偏振態；

所述第二聚光透鏡(9)，用于聚光來自所述待測樣品(8)反射的光束；

所述第三磁光調制器(10)，用于將入射到所述第三磁光調制器(10)的光的偏振面旋轉一定的角度，調制反射光的偏振態；

所述固定檢偏器(11)，用于把所述第三磁光調制器(10)輸出的偏振面可旋轉的線偏振光轉變成偏振面固定的線偏振光，并使通過固定檢偏器(11)前后的光強滿足馬呂斯定律；

第一磁光調制器(4)與第二磁光調制器(6)都由同一電壓驅動器驅動，兩個磁光調制器相同，所以兩個磁光調制器的調制角度相同，即P2＝P1＝P；

令固定第一起偏器(3)的透光軸相對于入射平面形成角度θ，固定第二起偏器（5）的透光軸相對于入射平面形成角度δ，固定檢偏器（11）的透光軸相對于入射平面形成角度τ,且θ＝δ＝τ＝0；

A為第三磁光調制器(10)的調制角度，P為第一磁光調制器(4)、第二磁光調制器(6)的調制角度，令A為P的整數倍，A＝nP，n＝-1、+1、+2，其中正號表示調制角度A和調制角度P為同向，負號表示反向，或者表示為P＝ωt，A＝nωt；

所述的第三磁光調制器(10)設置在從所述待測樣品(8)到固定檢偏器(11)之間的光路上。

2.根據權利要求1所述的磁光調制橢偏儀裝置，其特征在于：

所述第一磁光調制器(4)包括第一磁光晶體(16)和圍繞所述第一磁光晶體(16)的第一線圈,所述第一磁光晶體(16)的軸線沿著所述光路，所述第一線圈由第一電壓調制電源(19)加載電流；

所述第二磁光調制器(6)包括第二磁光晶體(17)和圍繞所述第二磁光晶體(17)的第二線圈，所述第二磁光晶體(17)的軸線沿著所述光路，所述第二線圈由第一電壓調制電源(19)加載電流；

所述第三磁光調制器(10)包括第三磁光晶體(18)和圍繞所述第三磁光晶體(18)的第三線圈，所述第三磁光晶體(18)的軸線沿著所述光路，所述第三線圈由第二電壓調制電源(20)加載電流。

3.根據權利要求2所述的磁光調制橢偏儀裝置，其特征在于：還包括第一電壓驅動器(13)，用于控制加載到所述第一線圈和所述第二線圈上的電流的大小；第二電壓驅動器(14)，用于控制加載到所述第三線圈上的電流的大小。

4.根據權利要求1所述的磁光調制橢偏儀裝置，其特征在于：還包括光電探測器(12)，設置在所述固定檢偏器(11)下游的所述光路上。

5.根據權利要求3所述的磁光調制橢偏儀裝置，其特征在于：還包括光譜儀(7)，用于將照向所述待測樣品(8)的光束入射角精度提高到0.01°；

光電探測器(12)，用于接收所述光路來自所述待測樣品(8)的光束，并將探測到的模擬光強信號轉換為電信號；

計算機(15)，用于控制所述第一電壓驅動器(13)和所述第二電壓驅動器(14)，并接收和處理來自光電探測器(12)的電信號。