[发明专利]一种基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量装置，其特征在于，所述基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量装置包括：

用于生成不同波长高斯光的光源生成装置；

所述光源生成装置包括依次设置的用于产生高斯光束的光源、用于调节入射光波长的波长转换器、用于改变光偏振方向的偏振片、用于会聚光束的第一透镜和用于调节光偏振的第一偏振镜；

设置在所述光源生成装置后方，用于对入射的具有不同波长的高斯光进行反射并发生光自旋霍尔效应的反射装置；

所述反射装置包括：用于光自旋霍尔效应发生的样本，所述样本由石墨烯片与BK7玻璃组成，所述石墨烯片贴合设置于BK7玻璃的上方；用于光自旋霍尔效应发生的样本将入射高斯光分裂成两束左旋偏振和右旋偏振的高斯光；

设置在所述反射装置后方，用于对反射光强重心分布进行探测的光强接收装置，所述光强接收装置通过放大横移效果实现对入射光波长的检测；

所述光强接收装置包括依次设置的用于调节光偏振的第二偏振镜、用于会聚光束的第二透镜和用于记录的光强拍摄装置；

通过使用石墨烯作为光自旋霍尔效应发生样本的材料选择，实现宽波段波长检测的目的，避免波长变化范围大对检测手段带来的局限，并且利用光自旋霍尔效应的光学微观效应，通过微观位移间接检测光波波长，提高测量精度，只需通过直接观察横移的大小即可得到对应的入射高斯光波长，测量结果直观易读，便于实际操作。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量装置，其特征在于，所述光源包括波长为632.5nm的He-Ne激光器，所述偏振片为二分之一波片，所述第一透镜包括焦距为25mm的凸透镜，所述第一偏振镜包括格兰棱镜。

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量装置，其特征在于，所述石墨烯片折射率约为3.0+i*c ₁*λ/3，i表示虚数单位，λ表示入射光波的波长，在可见光区域内c₁＝5.446*10⁶。

4.根据权利要求1所述的基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量装置，其特征在于，所述第二偏振镜可以为格兰棱镜，所述第二透镜包括焦距为75mm的凸透镜，所述光强拍摄装置包括CCD探测器。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述的基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量装置的基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量方法，其特征在于，所述基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量方法包括以下步骤：

步骤A，所述光源生成装置通过光源发出高斯光，通过波长转换器调节入射光波长后经过偏振片产生水平偏振光入射到第一透镜，再经过第一偏振镜产生预设光强的高斯光；

步骤B，通过所述第一偏振镜的高斯光入射到所述反射装置，通过所述反射装置上的样本发生光自旋霍尔效应后将入射高斯光分裂成两束左旋偏振和右旋偏振的高斯光，再进行反射；

步骤C，所述光强接收装置通过第二偏振镜对所述反射装置发射过来的高斯光调节光偏振，在经过第二透镜和CCD探测器进行接收，通过重心偏移对入射高斯光进行检测。

6.根据权利要求5所述的基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量方法，其特征在于，通过测量高斯光反射后光束重心的横移值，对所述横移值的具体数值进行探测，完成入射高斯光波长的检测。