[发明专利]基于液晶可变延迟器的反射差分光学测量系统及方法

说明书

一种基于液晶可变延迟器的反射差分光学测量系统及方法，所述反射差分光学测量系统包括：光源模块，用于产生非偏振可见复色平行光束；第一分束器，将光源模块输出的光束反射进入光路，使通过分束器的出射光束继续透射到光路中；反射差分模块，对第一分束器出射的光束进行偏振态或相位延迟调制；显微物镜，用于实现临界照明和光学显微功能；第二分束器，将所述第一分束器输出的光束透射和反射后进入对应的信号采集模块；信号采集模块，用于光强信号采集。本发明的基于液晶可变延迟器的反射差分光学测量系统及方法能够实现对样品光学反射各向异性的显微光谱测量，测量中无机械转动，具有结构简单、稳定性好、调节方便等特点。

技术领域

本发明属于超薄膜光学表征领域及纳米结构测试技术领域，具体涉及一种基于液晶可变延迟器的反射差分光学测量系统及方法。

背景技术

超薄膜与纳米结构的光学表征与测试方法在其工艺研究与改进中占据重要的地位。其中，反射差分光学测量技术测量样品表面反射引起的光学各向异性，进而对样品的形貌、理化特性等进行研究分析。

目前的反射差分光学测量系统以光谱信号测量为主，全谱信号测量速度较低，且机械振动引入的误差与噪声难以避免。另外，现有测量方法的横向空间分辨力普遍较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于液晶可变延迟器的反射差分光学测量系统及方法，以便解决上述问题的至少之一。

本发明是通过如下技术方案实现的：

作为本发明的一个方面，提供一种基于液晶可变延迟器的反射差分光学测量系统，包括：光源模块，用于产生非偏振可见复色平行光束；第一分束器，将所述光源模块输出的光束反射进入光路，使通过分束器的出射光束继续透射到光路中；反射差分模块，其连接所述第一分束器，对所述第一分束器出射的光束进行偏振态或相位延迟调制；显微物镜，位于反射差分模块与待测样品之间，用于实现临界照明和光学显微功能；第二分束器，其连接所述第一分束器，将所述第一分束器输出的光束透射和反射后进入对应的信号采集模块；信号采集模块，其连接所述第二分束器，用于光强信号采集。

优选地，所述信号采集模块为单色成像模块或光谱测量模块；其中，所述单色成像模块用于进行单色光强图像采集；所述信号采集模块用于进行光强谱采集。

优选地，所述反射差分模块包括：偏振器，用于将由所述第一分束器反射的非偏振光调制为线性偏振光，同时检测样品表面的出射光束在当前偏振方向上的振幅；调制器，用于对光束进行相位延迟调制；第一旋转装置，与所述偏振器连接并控制其方位角；以及第二旋转装置，与所述调制器连接并控制其方位角。

优选地，所述调制器为液晶可变相位延迟器。

优选地，所述光源模块包括：光源，用于输出非偏振复色光；第一光纤，用于传导所述光源输出的光束；以及准直镜，用于将所述第一光纤输出的光调整为平行光束。

优选地，所述单色成像模块包括：滤光片，用于实现单色光滤波；筒镜，用于与所述显微物镜构成无限远校正成像系统；以及单色相机，位于所述筒镜焦点处，对样品单色成像。

优选地，所述光谱测量模块包括：汇聚镜，用于将平行光汇聚；第二光纤，用于传导所述汇聚镜形成的汇聚光；以及光谱仪，用于测量光强度谱数据。

优选地，测试光斑直径为1～2mm，光学分辨力为2μm，光谱测量范围为400～850nm。