[发明专利]原位时间分辨光栅衍射效率光谱测量装置和方法

权利要求书

1.一种原位时间分辨光栅衍射效率光谱的测量装置，其特征在于，包括超连续谱激光光源(1)、滤波器(12)、光阑(3)、偏振片(4)、分束器(5)、参考光高速探测器(13)、待测光栅(9)、聚焦透镜(14)、积分球(15)、测试光高速探测器(16)和快电子学组件(17)；

沿所述的超连续谱激光光源(1)的光束出射方向依次放置所述的滤波器(12)、光阑(3)、偏振片(4)和分束器(5)，该分束器(5)将入射光束分为反射光束和透射光束，该反射光束作为参考光束，在该参考光束传播方向是所述的参考光高速探测器(13)，所述的透射光束作为测试光束，在该测试光束传播方向是待测光栅(9)，测试光束经所述衍射光栅(9)衍射后，入射到所述的聚焦透镜(14)，经该聚焦透镜(14)聚焦后，射入所述的积分球(15)后，漫反射光被所述的测试光高速探测器(16)接收，该测试光高速探测器(16)的输出端与所述的快电子学组件(17)的第一输入端相连，所述的参考光高速探测器(13)的输出端与所述的快电子学组件(17)的第二输入端相连，所述的滤波器(12)的输出端与所述的快电子学组件(17)的第三输入端相连。

2.如权利要求1所述的原位时间分辨光栅衍射效率光谱的测量装置，其特征在于，所述的滤波器(12)为声光滤波器或液晶可调谐滤波器。

3.利用权利要求1所述的原位时间分辨测量光栅衍射效率光谱的测量装置进行测量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

①在超连续谱激光光源(1)关闭的情况下测量参考光高速探测器(13)和测试光高速探测器(16)的暗场强度值；

②在光路中不放置待测光栅(9)，使测试光束直接经过聚焦透镜(14)后照射在积分球(15)上；

③设滤波器(12)的出射波长为λ₁，然后测量参考光高速探测器(13)和测试光高速探测器(16)的明场强度值，分别记为和

④设滤波器(12)的出射波长依次为λ₂,λ₃……λ_n，分别重复步骤③，得到各个波长下参考光高速探测器(13)和测试光高速探测器(16)的明场强度值，分别记为和和和

⑤在光路中放置待测光栅(9)，并将聚焦透镜(14)、积分球(13)和测试光高速探测器(16)放置于衍射光束的出射方向处；

⑥设滤波器(12)的出射波长为λ₁，照射待测光栅(9)，然后测量参考光高速探测器(13)和测试光高速探测器(16)的信号强度值，分别记为和

⑦设滤波器(12)的出射波长依次为λ₂,λ₃……λ_n，分别重复步骤⑥，得到各个波长下参考光高速探测器(13)和测试光高速探测器(16)的信号强度值，分别记为和和和

⑧根据参考光高速探测器(13)和测试光高速探测器(16)的暗场强度值，以及在各个波长下的明场强度值和信号强度值，按照如下公式，分别计算波长为λ₁,λ₂,λ₃……λ_n时待测光栅(9)的衍射效率：

⑨根据衍射效率绘制待测光栅(9)的衍射效率光谱曲线，完成光栅衍射效率光谱的测量。