[發(fā)明專利]一種顯微角分辨透射光相位信息表征系統(tǒng)及其測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010623578.8
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111624161A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設計）人: 郝加明;李曉溫;俞偉偉;文政績;周子驥;劉鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01J3/45;G01J3/02;G01J9/02
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

1.一種顯微角分辨透射光相位信息表征系統(tǒng)，包括：光源(1)、準直器(2)、起偏器(3)、第一偏振分束器(4)、第一反射鏡(5)、第二反射鏡(6)、第一聚光鏡(7)、第一樣品臺(8)、第一物鏡(9)、第一焦平面(10)、第二聚光鏡(11)、第二樣品臺(12)、第二物鏡(13)、第二焦平面(14)、第二偏振分束器(15)、1/4波片(16)、檢偏器(17)、透鏡(18)、像平面(19)、精密平移針孔(20)、光纖(21)、探測器(22)；其特征在于：

從光源(1)出來的光首先經(jīng)過準直器(2)與起偏器(3)，其次經(jīng)過偏振分束器(4)，將光分為光路1與光路2兩條光路；光路1的光經(jīng)過兩次反射鏡后由第一聚光鏡(7)照射在第一樣品臺(8)上，第一物鏡(9)的焦平面為第一焦平面(10)，被測樣品上同一透射角度的光經(jīng)過第一物鏡(9)匯聚在第一焦平面(10)同一點，之后進入第二偏振分束器(15)；光路2的光經(jīng)過第二聚光鏡(11)照射在第二樣品臺(12)上，第二物鏡(13)的焦平面為第二焦平面(14)，標準樣件上同一透射角度的光經(jīng)過第二物鏡(13)匯聚在第二焦平面(14)同一點，之后進入第二偏振分束器(15)，匯合后的兩束光同時出射依次經(jīng)過1/4波片(16)、檢偏器(17)、透鏡(18)，在像平面(19)處成像，像平面(19)上的位置與測試角度一一對應，通過移動精密平移針孔(20)接收不同入射角度的反射光信息，最后通過光纖(21)被探測器(22)接收。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種顯微角分辨透射光相位信息表征裝置，其特征在于，所述偏振分束器(4)的分光比1：1。

3.一種基于權利要求1所述的一種顯微角分辨透射光相位信息表征系統(tǒng)的光相位信息測量方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：固定精密平移針孔(20)的位置；

步驟2：背景測試，第一樣品臺(8)與第二樣品臺(12)同時放入標準樣件，探測檢偏器(17)方位角分別為0度、45度、90度、135度時測試對應的四個光強：I₀₀、I₀₁、I₀₂、I₀₃；

步驟3：被測樣品一種偏振反射光測試，在第一樣品臺(8)上放置被測樣品，第二樣品臺(12)仍放置標準樣件，探測檢偏器(17)方位角分別為0度、45度、90度、135度時測試對應的四個光強：I₁₀、I₁₁、I₁₂、I₁₃；

步驟4：計算該偏振下樣品此角度α度在相應偏振下反射引起的光譜變化I為：

I₀＝I₁₀-I₀₀，I₁＝I₁₁-I₀₁，I₂＝I₁₂-I₀₂，I₃＝I₁₃-I₀₃；

步驟5：計算樣品此角度α度反射引起的相位變化為：

步驟6：改變精密平移針孔(20)的位置，重復步驟2-步驟5測試并計算β度反射光強與相位；

步驟7：步驟3中，在第一樣品臺(8)上放標準樣件，第二樣品臺(12)上放被測樣品，重復步驟3-步驟6測量樣品另一個偏振反射光的光譜強度與相位信息。