[发明专利]双折射实时测量装置和测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及偏振测量技术领域，特别是一种用于样品的双折射实时测量装置和方法。

技术背景

双折射是光学材料的一个重要特性，表征双折射的参数主要是相位延迟量和快轴方位角。在实际使用中由于使用环境变化，双折射元件的相位延迟量会与标称值产生一定的偏差，而且通常情况下双折射材料的快轴方位角并未标明，在使用过程中需要精密地测量双折射材料的双折射。

在先技术[1](参见Xiaojun Chen,Lianshan Yan,andX.Steve Yao.Waveplateanalyzer using binary magneto-optic rotators.OPTICS EXPRESS.Vol.15,No.20,12989-12994,2007)描述了一种用磁光偏振旋转法测量波片相位延迟量和快轴方位角的装置，该装置由一个激光器、一个圆起偏器、两个磁光偏振旋转器、一个检偏器和一个光电探测器组成，待测样品置于两个磁光偏振旋转器中间。旋转磁光偏振旋转器得到不同的偏振态，光电探测器测量相应的不同的光强，可以得到测量得到待测波片的相位延迟量和快轴方位角。但是该装置通过磁光偏振旋转器得到不同的偏振态，不能实时测量待测样品的相位延迟量和快轴方位角。同时该装置的测量结果容易受光源光强波动的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种用于样品的双折射实时测量装置和测量方法。该装置和方法能实时测量样品的双折射，测量结果不受光源光强波动的影响。

本发明的技术解决方案：

一种用于样品的双折射实时测量装置，其特点在于该装置由准直光源、圆起偏器、分光镜、第一渥拉斯顿棱镜、第二渥拉斯顿棱镜、第一双象限探测器、第二双象限探测器和信号处理单元组成。其位置关系是：沿所述的准直光源的光束前进方向上，依次经过所述的圆起偏器和分光镜。分光镜将入射光束分成透射子光束和反射子光束，透射子光束被所述的第一渥拉斯顿棱镜分光检偏后由所述的第一双象限探测器采集并最终连接至信号处理单元。反射子光束被所述的第二渥拉斯顿棱镜分光检偏后由所述的第二双象限探测器采集并最终连接至信号处理单元。所述的第二渥拉斯顿棱镜的一个透振方向与所述的第一渥拉斯顿棱镜的一个透振方向所成的夹角为45°或-45°。所述的第一双象限探测器、第二双象限探测器与信号处理单元通过电气连接，信号处理单元不在光路中。在所述的圆起偏器和分光镜之间设置待测样品的插口。

所述的第一双象限探测器和第二双象限探测器均由两个光电探测器形成的组合体和信号放大电路组成。所述的光电探测器为光电二极管、光电三极管、光电倍增管或光电池。

所述的信号处理单元由具有A/D转换功能的多通道高速数据采集卡与计算机构成，或是由具有相应处理功能的信号处理电路与微处理器构成。

利用上述的双折射实时测量装置测量双折射的方法，其特征在于包括如下步骤：

①将待测样品插入所述的圆起偏器和分光镜之间的插口并调整光路，使光束垂直通过待测样品。

②利用所述的第一双象限探测器记录由第一渥拉斯顿棱镜分束产生的两个子光束的光强I₁和I₂并转变为电信号，同时所述的第二双象限探测器记录由第二渥拉斯顿棱镜分束产生的两个子光束的光强I₃和I₄并转变为电信号，这些电信号同时输入所述的信号处理单元。

③所述的信号处理单元进行下列运算：

V1=sin(δ)sin(2θ)=I1-I2I1+I2]]>