[發明專利]測量光學元器件反射率與透射率的裝置和方法

在審

• 申請號: 202011003266.3
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112229605A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 李大偉;胡晨璐;劉曉鳳;趙元安;連亞飛;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;G01N21/55;G01N21/59
• 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

1.一種測量光學元器件反射率與透射率的裝置，其特征在于，包括鎖相放大器(1)、激光器(2)、斬波器(3)、楔形片(4)、測試光路探測器(5)、供該測試光路探測器(5)放置的空測光路探測器微調平臺(6)、參考光路探測器(7)、供該參考光路探測器(7)放置的參考光路探測器微調平臺(8)、供樣品放置的樣品夾具(9)和供所述的測試光路探測器(5)放置的測試光路探測器微調平臺(10)；所述的參考光路探測器(7)的輸出端與所述的鎖相放大器(1)的第一輸入端(1-1)相連，所述的測試光路探測器(5)的輸出端與所述的鎖相放大器(1)的第二輸入端(1-2)相連，所述的斬波器(3)的同步信號輸出端與所述的鎖相放大器(1)的參考信號輸入端(1-3)相連；

所述的激光器(2)的輸出光經所述的斬波器(3)入射到所述的楔形片(4)，經該所述的楔形片(4)前表面反射的反射光作為測試光，由放置在所述的空測光路探測器微調平臺(6)上的測試光路探測器(5)接收，經該楔形片(4)后表面反射的反射光作為參考光，由所述的參考光路探測器(7)接收；

在所述的測試光方向放置樣品，該測試光經所述的樣品反射或透射后的光束，由放置在所述的測試光路探測器微調平臺(10)上的測試光路探測器(5)接收。

2.一種測量光學元器件反射率與透射率的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

①沿激光器(2)輸出光方向依次安裝所述的斬波器(3)和楔形片(4)，當激光脈沖照射到該楔形片(4)時，分別在前、后表面產生反射光束，作為測試光和參考光，在測試光方向安裝所述的空測光路探測器微調平臺(6)和測試光路探測器(5)；在參考光方向安裝所述的參考光路探測器微調平臺(8)和參考光路探測器(7)，參考光路探測器(7)的輸出端與所述的鎖相放大器(1)的第一輸入端(1-1)相連，測試光路探測器(5)的輸出端與所述的鎖相放大器(1)的第二輸入端(1-2)相連，所述的斬波器(3)的同步信號輸出端與所述的鎖相放大器(1)的參考信號輸入端(1-3)相連；

②使得鎖相放大器(1)處于差分運算的工作模式，輸出差分信號，即參考信號值V₁和空測信號值V₂之差，即V₁-V₂；

③擋住測試光，調節參考光路探測器微調平臺(8)，使得位于參考光路探測器微調平臺(8)上的參考光路探測器(7)位于最佳探測位置，鎖相放大器(1)輸出信號達到最大值；

④擋住參考光，調節空測光路探測器微調平臺(6)，使得位于空測光路探測器微調平臺(6)上的測試光路探測器(5)位于最佳探測位置，鎖相放大器(1)輸出信號達到最大值；

⑤將樣品放置在樣品夾具(9)上，將所述的測試光路探測器(5)移至測試光路探測器微調平臺(10)上，繼續擋住參考光，調節測試光路探測器微調平臺(10)，使得位于測試光路探測器微調平臺(10)上的測試光路探測器(5)位于最佳探測位置，鎖相放大器(1)輸出信號達到最大值；

⑥設有樣品時，參考信號值為V₁’，測試信號值為V₂’，使所述的鎖相放大器(1)輸出差分信號，此時鎖相放大器(1)的輸出信號為參考光路與有樣品時的測試光路的信號差值V’，V’＝V₁’-V₂’；

⑦將樣品從樣品夾具(9)上取下，將所述的測試光路探測器(5)移至空測光路探測器微調平臺(6)上，設無樣品時，參考信號值為V₁，測試信號值為V₂；待鎖相放大器(1)示數穩定，此時鎖相放大器(1)的輸出信號為參考光路與無樣品時的測試光路的信號差值V，V＝V₁-V₂；

⑧使所述的鎖相放大器(1)輸出單通道信號，此時鎖相放大器(1)輸出的是參考信號V₁；

⑨計算樣品的反射率R或透射率T，公式如下：

或