[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

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量装置及方法，所述装置包括：用于生成不同波长高斯光的光源生成装置；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；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。本发明通过使用石墨烯片作为光自旋霍尔效应发生样本的材料选择，实现了宽波段波长检测的目的，从而避免了波长变化范围大对检测手段带来的局限，通过对测量反射后光束重心的横移值，实现对入射光束波长的准确检测，测量结果直观易读，便于实际操作。

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及的是一种基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量装置及方法。

背景技术

自激光器于1960年被发明以来，激光由于其良好的单色性、方向性和相干性好等特点得以广泛的应用，并在通信、军事、医疗、科研等领域得到广泛的应用。而不同领域使用的激光波长也有所差异，例如波长为337nm的紫外光可以用于杀菌消炎，而波长为1064nm的近红外光可以用于手术切除等等，光波长检测也是大部分光学实验和光纤传感系统的重要环节。但是传统的波长检测方法由于材料和原理的限制，只能实现对某一波段范围波长的检测，需要更换不同的波长计来检测，不能实现对宽波段的波长检测。

目前常用的波长检测技术主要分为分光型、滤波型和干涉型三大类。基于分光技术的波长检测技术相对成熟，其重要功能是将光信号中不同波长的光分散分析光信号的光谱特性。基于滤波器的光波长检测技术与干涉仪结合，产生的梳状滤波光谱对光信号进行离散分析，通过拟合产生光信号的光谱。基于干涉仪的光波检测技术采用干涉仪作为波长检测的核心，而干涉仪的输出光强大小随着输入光信号的波长变化而改变，因此直接测量输出光的强度即可获得其波长信息。传统测量技术使用广泛的同时，仍存在着各种弊端，因此总原理上对其改进具有重要的研究意义。其中分光型波长检测技术相对成熟，但仍然存在光路结构复杂，成本较高，且检测的实时性相对较低。滤波型基于拟合反推出光谱，导致其准确度不高。干涉型虽具有很高的灵敏度和分辨力，但由于光强容易受到环境干扰，并且需要对干涉图进行傅里叶变换来获得光谱信息，所以容易受到环境的干扰，仍存在一定的局限性。

因此，针对上述缺陷，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量装置及方法，通过使用石墨烯片作为光自旋霍尔效应发生样本的材料选择，实现了宽波段波长检测的目的，从而避免了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，可以提高测量精度，只需通过直接观察光束重心的横移值的大小即可得到对应的入射高斯光波长，实现对入射光束波长的准确检测，测量结果直观易读，便于实际操作。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量装置，其中，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；

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；

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。

所述基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量装置，其中，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。