[发明专利]纳米尺度下大面积散射场的快速测量方法及装置

权利要求书

1.一种纳米尺度下快速大面积海量散射场测量的装置，其包括：

起偏端，其设置在激光光源出射光路上，用于将入射至其上的光束进行调制，以得到一定偏振态的光束；

检偏端，其用于将入射到其上的包含待测样品信息的偏振态光束进行解调，已获得样品信息；

其特征在于，还包括：

设置在样品台前的光路上的物镜和第一透镜，其中样品台上的待测样品位于所述物镜的前焦面上，所述起偏端获得的偏振态光束经过该第一透镜聚焦在所述物镜的后焦面，进而通过所述物镜入射至待测样品上，该待测样品的散射光被物镜收集并成像于其后焦面，然后通过第一透镜以及所述检偏端后成像于图像采集装置上；以及

扫描振镜，其设置于所述起偏端之前或之后的光路上，用于改变入射到所述透镜上的偏振态光束的入射角度，进而改变聚焦到所述物镜后焦面的位置，使得所述物镜出射到样品上的光束角度改变，从而可以获得待测样品不同入射角下的散射场分布图像，通过获取不同散射场下的穆勒矩阵，即可实现对待测样品纳米尺度下的快速精确的形貌测量。

2.根据权利要求1所述的一种纳米尺度下快速大面积海量散射场测量的装置，其中，所述扫描振镜优选设置于所述起偏端之后，使得入射光可垂直入射到起偏端。

3.根据权利要求1或2所述的一种纳米尺度下快速大面积海量散射场测量的装置，其中，还包括分光镜，所述偏振态光束经该分光镜反射后入射到所述第一透镜。

4.根据权利要求3所述的一种纳米尺度下快速大面积海量散射场测量的装置，其中，所述收集散射光的物镜为所述样品台前的光路上的物镜，其后焦面和第一透镜的前焦面重合。

5.根据权利要求4所述的一种纳米尺度下快速大面积海量散射场测量的装置，其中，还包括第二透镜，其设置在第一透镜和检偏端之间的光路上且第一透镜的后焦面和第二透镜的前焦面重合。

6.根据权利要求1或2所述的一种纳米尺度下快速大面积海量散射场测量的装置，其中，还包括设置在样品台相对的另一侧的另一物镜以及位于其后的第三透镜，所述偏振态光束入射到样品台后其散射光透射过样品后被所述另一物镜收集，该另一物镜的后焦面与所述第三透镜的焦面重合。

7.根据权利要求6所述的一种纳米尺度下快速大面积海量散射场测量的装置，其中，还包括第四透镜，其设置在第三透镜和检偏端之间的光路上且第三透镜的后焦面和第四透镜的前焦面重合。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种纳米尺度下快速大面积海量散射场测量的装置，其中，所述起偏端包括沿光路依次设置的起偏器、第一补偿器和伺服电机，其中，所述起偏器用以将入射光束变为线偏振光，第一补偿器用于调制所述线偏振光为一定偏振态的光束，所述伺服电机用以负载第一补偿器匀速旋转。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种纳米尺度下快速大面积海量散射场测量的装置，其中，所述检偏端包括沿光路依次设置第二补偿器、伺服电机和检偏器，其中，所述第二补偿器用于将所述偏振态的光束进行解调，所述检偏器用于将解调后的偏振态光束调制成线偏振光，所述第二伺服电机用以负载第二补偿器匀速旋转。

10.一种纳米尺度下快速大面积海量散射场测量的方法，其特征在于，包括：

将入射至其上的光束进行调制，以得到一定偏振态的光束；

用于将入射到其上的包含待测样品信息的偏振态光束进行解调；

其特征在于，还包括：

将偏振态光束经过第一透镜聚焦在一物镜的后焦面，其中所述第一透镜和物镜设置在样品台前的光路上，样品台上的待测样品位于所述物镜的前焦面，聚焦在所述后焦面的光通过所述物镜入射至待测样品上，该待测样品的散射光被物镜收集并成像于其后焦面，然后通过第一透镜以及所述检偏端后成像于图像采集装置上；以及

改变入射到所述透镜上的偏振态光束的入射角度，进而改变聚焦到所述物镜后焦面的位置，使得所述物镜出射到样品上的光束角度改变，从而可以获得待测样品不同入射角下的散射场分布图像，通过获取不同散射场下的穆勒矩阵，即可实现对待测样品纳米尺度下的快速精确的形貌测量。

11.根据权利要求10所述的一种纳米尺度下快速大面积海量散射场测量的方法，其中，所述入射角度的改变通过设置于所述起偏端之前或之后的光路上的扫描振镜实现。