[发明专利]电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置和方法

说明书

一种电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置和方法，该装置中的主要元件包括：线偏振光激光器、第一透镜、小孔光阑、第二透镜、分光镜、平面反射镜、接收屏、第三透镜、一维精密电动位移台、第四透镜、线偏振片、第五透镜、图像探测器和计算机，装调光路须用到数字光电自准直仪和一块平行度为1″的平行平板玻璃等。本发明实现了待测电光晶体非接触式无损检测，克服了现有方法中的晶体易产生划痕、测量装置难以搭建和锥光干涉图难以分析等一系列问题。本发明更换不同F数的第三透镜和第四透镜，可对不同厚度的电光晶体进行测量。本发明测量的数据重复性很好，与现有的X射线晶体定向仪测量的数据进行比较，相对误差在30″以内。

技术领域

本发明涉及光学测量与检测领域，特别是一种电光晶体通光面法线方向与晶体光轴方向的夹角的测量装置和方法。

背景技术

电光晶体常用于光调制器和光开光器件中，因其在加工的过程中，通常沿垂直于其光轴的方向进行切割，所以其光轴方向的测定就显得尤为重要。定轴误差决定着切割误差，随着切割误差的增大，电光晶体在使用的过程中，光能量损耗会迅速增大，转换效率也因此变低。因此，对于电光晶体光轴方向要非常准确地测量。市面上所见到的一般的方法是使用“X射线晶体定向仪”来测量，这种方法基于布拉格衍射原理，测量时需将待测电光晶体紧紧地吸附在钢板上，这会对高精密光学晶体的表面产生划痕，影响透射光束的波前质量，同时还受限于晶体库中是否有该晶体的结构参数。

在发明专利《电光晶体Z轴偏离角测量装置及测量方法(CN105066910A)》中，虽然发明人同样是基于锥光干涉图的方法来实现测量，但发明人没有讲清楚该装置中所述的反射镜在装调时是如何摆放的，如果所述的反射镜上光线的入射角和反射角不为90°，那么可能会稍微影响到待测电光晶体Z轴偏离角的测量精度。

发明内容

本发明提出一种电光晶体通光面法线方向和晶体光轴方向的夹角的测量装置和方法，实现了电光晶体非接触式无损检测，克服了现有方法中的晶体易产生划痕、测量装置难以搭建和锥光干涉图难以分析等一系列问题。更换不同F数的第三透镜和第四透镜，可对不同厚度的电光晶体进行测量。测量的数据重复性很好，与现有的X射线晶体定向仪测量的数据进行比较，相对误差在30″以内。

本发明的技术解决方案如下：

一种电光晶体通光面法线与晶体光轴夹角的测量装置，包括：激光器、第一透镜、小孔光阑、第二透镜、分光镜、接收屏、平面反射镜、第三透镜、一维精密电动位移台、待测电光晶体、第四透镜、线偏振片、第五透镜、图像探测器和计算机；其特点在于所述的激光器为线偏振光激光器，沿所述的线偏振光激光器发出的激光方向依次是所述的第一透镜、小孔光阑、第二透镜和分光镜，该分光镜将入射光分为反射光和透射光，在所述的反射光方向上放置所述的平面反射镜，该平面反射镜又将光线反射到所述的接收屏上；在所述的透射光方向依次放置所述的第三透镜、待测电光晶体、第四透镜、线偏振片、第五透镜和图像探测器，所述的第三透镜被固定在所述的一维精密电动位移台上，所述的线偏振片的检偏方向与所述的线偏振光激光器出射光的振动方向相互垂直；所述的图像探测器的输出端与所述的计算机的输入端相连，所述的分光镜、接收屏、平面反射镜和待测电光晶体组成泰曼格林型干涉系统；所述的第三透镜和第四透镜的口径相同、焦距相同，且在光路上严格共轭，所述的第三透镜和第四透镜的F数与所述的待测电光晶体的厚度d的关系为：2F≤d≤3F；所述的线偏振光激光器的出射光束、第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜同光轴；所述的第三透镜可被所述的一维精密电动位移台移出和移入光路，且所述的第三透镜每次被所述的一维精密电动位移台移入光路后都在同一位置。

采用上述测量装置测量电光晶体通光面法线与晶体光轴夹角的方法，包括以下步骤：