專利名稱:一種檢測相位延遲和偏振相關損耗的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種檢測相位延遲和偏振相關損耗的裝置，包括自然光光源、反饋控制系統、自然光光源通過共傳輸軸放置的起偏器第一轉盤、第二轉盤、檢偏器、光電探測器；反饋控制系統同光電探測器、第一電機、第二電機相連實現采集分析光電流數據并反饋控制第一電機和第二電機的旋轉狀態；所述反饋控制系統設置有計算模塊，所述計算模塊根據光電探測器在同一待測波長處、不同k值下測量的光電流數據，或者是光電探測器在同一待測波長處、不同k值下所有光電流數據的平均值來計算第一相位延遲器和第二相位延遲器相位延遲角度和偏振相關損耗，采用本實用新型裝置可同時測量兩個未知寬帶相位延遲器的快軸位置、相位延遲特性和PDL特性。
【專利說明】一種檢測相位延遲和偏振相關損耗的裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于偏振光學檢測領域，特別是一種同時檢測兩個相位延遲器的相位 延遲特性和偏振相關損耗特性的方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 相位延遲器（或相位補償器）是光學實驗和光學儀器中廣泛使用的基礎光學元 件，它是利用材料的雙折射效應制作而成的。當線偏振光垂直于相位延遲器表面通過該器 件時，入射光中電矢量平行于相位延遲器光軸的分量（e光）和垂直于相位延遲器光軸的分 量（〇光）在相位延遲器中傳播的速度不同，從而透過相位延遲器的e光和〇光之間通常具 有一定的相位差，使得透射光具有多種可能的偏振特性。原理上說，任何具有雙折射效 應的材料都可以用來做成相位延遲器，例如普遍采用的由石英、方解石、氟化鎂或云母等雙 折射晶體制成的晶體相位延遲器、液晶相位延遲器，以及外磁場作用下的磁性液體、W片等 等。但是，上述所有材料除了具有雙折射效應外，還具有二向色性，這會直接導致器件的偏 振相關損耗（PDL，Polarization Dependent Loss);而且相位延遲器的相位延遲特性和二 向色性（即PDL特性）均是波長的函數，在某些常用波長范圍內，相位延遲器的PDL特性會 對器件性能產生很大影響。例如，在旋轉雙補償器式廣譜橢偏儀（PCSCA型橢偏儀）中，兩 個旋轉補償器Q、C 2的相位延遲特性和PDL特性的精確測量是實現高精度測量的前提，任 何殘余偏振都將影響到偏振測量的精度。如果考慮旋轉補償器Cp(： 2的偏振相關損耗特性， PCSCA型橢偏儀的工作算法必須做出必要的修正。因此，兩個旋轉補償器的相位延遲特性和 PDL特性對整機性能均有重要影響。
[0003] 測量偏振器件相位延遲或PDL的方法有很多種，但沒有哪一種能夠同時測量兩個 偏振器件的相位延遲量和TOL，更不能同時測量兩個偏振器件的相位延遲光譜特性和TOL 光譜特性。
【發明內容】
[0004] 本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供同時檢測兩個相位延遲器的相位 延遲和偏振相關損耗（PDL)特性的方法及裝置，它屬于非接觸測量，能夠同時快速檢測兩 個相位延遲器的相位延遲和PDL特性；使用方便高效，可用于實際生產及研宄工作中同時 進行兩個未知相位延遲器的相位延遲和PDL特性的直接定標，并且測量結果不受光源和探 測器光譜特性的影響。
[0005] 為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：
[0006] 一種檢測相位延遲和偏振相關損耗的裝置，包括自然光光源、反饋控制系統，自 然光光源出射的平行自然光依次通過共傳輸軸放置的起偏器、第一轉盤、第二轉盤、檢偏 器、光電探測器，第一轉盤和第一電機連接，第二轉盤和第二電機連接；反饋控制系統同光 電探測器、第一電機、第二電機相連實現采集分析光電流數據并反饋控制第一電機和第二 電機的旋轉狀態；所述第一轉盤和第二轉盤為中空結構，所述第一轉盤中空結構內設置有 固定第一相位延遲器的定位裝置，所述第二轉盤中空結構內設置有固定第二相位延遲器的 定位裝置，所述反饋控制系統設置有計算第一相位延遲器和第二相位延遲器的相位延遲角 度S i、δ 2和偏振相關損耗的計算模塊。
[0007] 所述光電探測器為光電二極管或光電倍增管或CCD線陣或面陣傳感器，其工作波 長范圍覆蓋第一相位延遲器和第二相位延遲器的工作波長范圍。
[0008] 所述起偏器和檢偏器采用二向色性偏振器或雙折射偏振器，其工作波長范圍覆蓋 第一相位延遲器和第二相位延遲器的工作波長范圍。
[0009] 所述自然光光源為輸出特性穩定的寬帶自然光源或波長可調型自然光源，其工作 波長范圍覆蓋第一相位延遲器和第二相位延遲器的工作波長范圍。
[0010] 所述自然光光源的發光源輸出光路中設置有擴束-準直透鏡組。
[0011] 本實用新型的有益效果：
[0012] 1)本實用新型的測量方法屬于非接觸測量，可同時測量兩個未知寬帶相位延遲器 的快軸位置、相位延遲特性和PDL特性，使用方便高效，可用于實際生產及研宄工作中同時 進行兩個未知零級相位延遲器的相位延遲量的直接定標。
[0013] 2)在多波長光電探測器中各探測單元的特性以及入射光強未知的情況下，不需要 復雜的傅立葉分析及求解即能快速準確地同時標定兩個待測零級相位延遲器在待考察波 段的相位延遲譜。
[0014] 3)相對于其它測量方法，本實用新型所測量的零級相位延遲器相位延遲范圍更 廣，既可以是1/4相位延遲器，也可以不是1/4相位延遲器。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型所涉及的相位延遲器相位延遲特性和偏振相關損耗特性測量 裝置的通用結構示意圖；
[0016] 圖2為本實用新型所涉及的相位延遲器相位延遲特性和偏振相關損耗特性測量 裝置的檢測方法流程圖；
[0017] 其中：
[0018] 1、自然光源； 2、起偏器；
[0019] 3、第一轉盤； 4、第二轉盤；
[0020] 5、檢偏器； 6、光電探測器；
[0021] 7、反饋控制系統； 8、第一電機；
[0022] 9、第二電機； 10、第一相位延遲器；
[0023] 11、第二相位延遲器； 20:導熱硅脂；
【具體實施方式】
[0024] 本實用新型的創新點在于提供了同時檢測兩個相位延遲器的相位延遲和偏振相 關損耗（PDL)特性的方法及裝置。下面結合實施例對本實用新型做出詳細說明。
[0025] 本實用新型所述的相位延遲器的相位延遲特性和偏振相關損耗特性的快速檢測 裝置的結構如圖1所示：包括自然光光源1和反饋控制系統7,自然光光源1出射的平行自 然光依次通過共傳輸軸放置的起偏器2、第一轉盤3、第二轉盤4、檢偏器5、光電探測器6,第 一轉盤3和第一電機8連接，第二轉盤4和第二電機9連接；反饋控制系統7同光電探測器 6、第一電機8、第二電機9相連實現采集分析光電流數據并反饋控制第一電機8和第二電機 9的旋轉狀態；所述第一轉盤3和第二轉盤4為中空結構，所述第一轉盤3中空結構內設置 有固定第一相位延遲器10的定位裝置，所述第二轉盤4中空結構內設置有固定第二相位延 遲器11的定位裝置。本實施例中采用中空結構的外圍開有多個定位孔，通過此定位孔，將 第一相位延遲器10和第二相位延遲器11分別固定在第一轉盤3和第二轉盤4的中空結構 部分；并由第一電機8和第二電機9分別控制第一轉盤3和第二轉盤4的旋轉狀態。
[0026] 所述反饋控制系統7設置有計算模塊，計算模塊設置有計算第一相位延遲器10和 第二相位延遲器11相位延遲角度δ i、δ 2和偏振相關損耗TOLp PDlJ^關系式：
[0027]
【權利要求】
1. 一種檢測相位延遲和偏振相關損耗的裝置，其特征在于：包括自然光光源（I)、反饋 控制系統（7)，自然光光源（1)出射的平行自然光依次通過共傳輸軸放置的起偏器（2)、第 一轉盤（3)、第二轉盤（4)、檢偏器（5)、光電探測器（6)，第一轉盤（3)和第一電機（8)連接， 第二轉盤⑷和第二電機（9)連接；反饋控制系統（7)同光電探測器（6)、第一電機（8)、第 二電機（9)相連實現采集分析光電流數據并反饋控制第一電機（8)和第二電機（9)的旋轉 狀態；所述第一轉盤（3)和第二轉盤（4)為中空結構，所述第一轉盤（3)中空結構內設置有 固定第一相位延遲器（10)的定位裝置，所述第二轉盤（4)中空結構內設置有固定第二相位 延遲器（11)的定位裝置，所述反饋控制系統（7)設置有計算第一相位延遲器（10)和第二 相位延遲器（11)相位延遲角度δ i、δ 2和偏振相關損耗的計算模塊。2. 根據權利要求1所述的一種檢測相位延遲和偏振相關損耗的裝置，其特征在于：所 述光電探測器（6)為光電二極管或光電倍增管或CCD線陣或面陣傳感器，其工作波長范圍 覆蓋第一相位延遲器（10)和第二相位延遲器（11)的工作波長范圍。3. 根據權利要求1所述的一種檢測相位延遲和偏振相關損耗的裝置，其特征在于：所 述起偏器（2)和檢偏器（5)采用二向色性偏振器或雙折射偏振器，其工作波長范圍覆蓋第 一相位延遲器（10)和第二相位延遲器（11)的工作波長范圍。4. 根據權利要求1所述的一種檢測相位延遲和偏振相關損耗的裝置，其特征在于：所 述自然光光源（1)為輸出特性穩定的寬帶自然光源或波長可調型自然光源，其工作波長范 圍覆蓋第一相位延遲器（10)和第二相位延遲器（11)的工作波長范圍。5. 根據權利要求1所述的一種檢測相位延遲和偏振相關損耗的裝置，其特征在于：所 述自然光光源（1)的發光源輸出光路中設置有擴束-準直透鏡組。
【文檔編號】G01M11-02GK204269345SQ201420219514
【發明者】張璐, 胡強高, 羅勇, 王玥 [申請人]武漢光迅科技股份有限公司