[发明专利]分束器相位测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及光波的相位测量，具体是测量光波通过分束器件后其透射光和反射光的两个正交分量包括垂直分量(s分量)和平行分量(p分量)的相位关系。

背景技术

在许多的光学系统中，常常需要用分束器将一束光分成两束光，目前常用的分束器有分光镜，分光平片，分光棱镜等，是广泛应用的光学元件。对于这种分束器件，几乎所有的器件都只测量其分光比，即分成的两束光的光强能量比，并不测量光束通过分光器件后其相位的变化关系，但在某些应用中，如空间相干探测，激光雷达等，不仅需要知道其分光能量比，还需要知道光束被分成两束光后其两个正交分量的相位变化，目前在现有技术中未发现专门测量这种相位关系的装置。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种分束器相位测量装置，以获得光束通过分光器件后的相位变化关系。

本发明的技术解决方案如下：

分束器包括非偏振分束器和偏振分束器两大类，因此本发明分束器相位测量装置对两大类分束器的相位测量装置有所不同：

一种分束器相位测量装置，特点在于其构成包括：两相互垂直的第一光束和第二光束入射待测非偏振分束器，在该待测非偏振分束器两相互垂直的输出光束方向分别设置第一偏振分光棱镜和第二偏振分光棱镜，在所述的第一偏振分光棱镜的两个输出光束方向分别设置第一光电探测器和第二光电探测器，在所述的第二偏振分光棱镜的两个输出光束方向分别设置第三光电探测器和第四光电探测器，所述的第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器和第四光电探测器的输出端接示波器的输入端。

所述的待测非偏振分束器是不考虑偏振态的可将一束光分成两束光的分光器件，包括分光镜，普通分光平片，普通分光棱镜，消偏振分光棱镜，二向色消偏振分光棱镜，消偏振分光平片。

一种分束器相位测量装置，特点在于其构成包括：两相互垂直的第一光束和第二光束入射待测偏振分束器，在该待测偏振分束器的两相互垂直的输出光束方向分别设置所述的第一偏振分光棱镜和第二偏振分光棱镜，在所述的待测偏振分束器和第一偏振分光棱镜之间设置第一1/2波片，在所述的待测偏振分束器和第二偏振分光棱镜之间设置第二1/2波片，所述的第一二分之一波片、第二二分之一波片的快轴或慢轴分别与第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜的主截面成22.5度角放置，在所述的第一偏振分光棱镜的两个输出光束方向分别设置第一光电探测器和第二光电探测器，在所述的第二偏振分光棱镜的两个输出光束方向分别设置第三光电探测器和第四光电探测器，所述的第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器和第四光电探测器的输出端接示波器的输入端。

所述的待测偏振分束器为考虑偏振态的可将一束光分成两束偏振态相互垂直的线偏振光的分光器件，包括偏振分光平片，偏振分光棱镜，二向色分光棱镜。

把频率不同的两束线偏振光分别沿垂直方向入射待测分束器，由待测光束器将两束光分别进行分光合成，形成两路合成光，这两路合成光再分别经两个偏振分光棱镜形成四路偏振态两两相同的合成光输出，输出的四路合成光束分别被四个光电探测器探测，然后输入示波器，通过示波器可测量出这四路光的相对相位差，而由这四路光的相对相位差即可求出光波通过待测分束器后的透射光和反射光的垂直分量(s分量)和水平分量(p分量)之间的相位变化关系。在测量非偏振分束器的相位关系时，不需要二分之一波片，但在测量偏振分束器的相位关系时，需分别在两路合成光的光路中加入一个二分之一波片。

所述的偏振分光棱镜是把输入光分成两个偏振态相互垂直的线偏振光的分束器。

本发明提供一种分束器相位测量装置，利用两个偏振分光棱镜分别将通过待测分束器的透射光和反射光的光波电场的两个垂直分量提取出来，通过示波器测量出同偏振态的电场分量的相位差，然后通过四路偏振态两两相同的光波的相对相位差可推算出光波经过待测分束器后电场的两个垂直分量之间的相位变化关系。本发明测量简单，易操作。

附图说明

图1是本发明分束器相位测量装置实施例1对非偏振分束器相位测量装置的结构示意图。

图2是本发明分束器相位测量装置实施例2对偏振分束器相位测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。