[发明专利]激光扫描式二次谐波显微系统及二次谐波测试方法

说明书

本申请提供一种激光扫描式二次谐波显微系统及二次谐波测试方法。系统包括：激光发射模组，包括依次设置的飞秒激光器和第一半波片，第一半波片可沿飞秒脉冲激光的光轴旋转；样品放置模组用于放置样品；光束调整模组，设置在激光发射模组与样品放置模组之间，包括依次设置的振镜组和双色镜，振镜组与第一半波片光路连接；信号接收模组，包括依次设置的第一格兰泰勒棱镜和光电倍增管PMT光电探测器，第一格兰泰勒棱镜与双色镜光路连接，第一格兰泰勒棱镜可沿二次谐波光的光轴旋转。这样，通过振镜组直接偏转入射激光，连续多次测量能够保持测量区域的较小偏差，提高测量数据的准确性。且扫描定位精度更高，可以获得较高分辨率的二次谐波谱图像。

技术领域

本申请属于二次谐波技术领域，尤其涉及一种激光扫描式二次谐波显微系统及二次谐波测试方法。

背景技术

铁电材料是指具有铁电性的材料，其晶体结构中的正负电荷中心不重合，导致即使不外加电场，也对外显示出自发极化。二次谐波产生(Second Harmonic Generation，SHG)是一种新兴的铁电材料表征手段，对于铁电材料，晶体的中心对称性破缺使得其一定具有二次谐波效应，因此通过这种方式可以比较准确的捕捉到样品的局部极性变化。目前，二次谐波显微系统在测量样品数据时，往往需要通过移动样品来改变测量位置，导致其受环境影响较大，测量数据的准确性较低，且精度受机械极限控制，往往难以获得较高分辨率的二次谐波谱图像。

发明内容

本申请实施例提供一种激光扫描式二次谐波显微系统及二次谐波测试方法，以解决测量数据的准确性较低，且往往难以获得较高分辨率的二次谐波谱图像的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种激光扫描式二次谐波显微系统，系统包括：

激光发射模组，包括依次设置的飞秒激光器和第一半波片，所述飞秒激光器用于发射飞秒脉冲激光，所述第一半波片可沿所述飞秒脉冲激光的光轴旋转，用于调整入射光偏振角度；

样品放置模组，用于放置样品；

光束调整模组，设置在所述激光发射模组与所述样品放置模组之间，所述光束调整模组包括依次设置的振镜组和双色镜，所述振镜组与所述第一半波片光路连接，所述振镜组用于调整所述飞秒脉冲激光聚焦至样品表面的位置，所述飞秒脉冲激光经过所述双色镜反射后聚焦至所述样品表面，以产生二次谐波光；

信号接收模组，包括依次设置的第一格兰泰勒棱镜和光电倍增管PMT光电探测器，所述第一格兰泰勒棱镜与所述双色镜光路连接，所述二次谐波光经过所述双色镜透射后射入所述第一格兰泰勒棱镜，所述第一格兰泰勒棱镜可沿所述二次谐波光的光轴旋转，用于调整二次谐波偏振角度。

第二方面，本申请实施例提供了一种二次谐波测试方法，方法包括：

在样品固定在所述样品放置模组上的情况下，调整所述第一半波片和所述第一格兰泰勒棱镜的角度，确定M组偏振角度，所述偏振角度包括入射光偏振角度和二次谐波偏振角度，M为大于1的整数；

在每组所述偏振角度下，调整所述振镜组的偏转角度，以扫描所述样品表面上K个位置一一对应的K个二次谐波信号强度，得到M组所述K个二次谐波信号强度，K为大于1的整数；

根据所述M组所述K个二次谐波信号强度，确定目标位置在所述M组偏振角度下的M个二次谐波信号强度，其中，目标位置为所述K个位置中的任一位置；

对所述目标位置的M个二次谐波信号强度进行谱拟合，确定所述目标位置的拟合函数和拟合结果，并绘制所述目标位置的二次谐波谱图像。