橢圓偏振光檢測方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及橢圓偏振光特性檢測技術。
【背景技術】
[0002]橢圓偏振光長短軸的方向及比值是橢圓偏振光非常重要的特性，目前為止檢測橢圓偏振光長短軸的方向及比值大多采用機械旋轉法，機械旋轉法無法同時將光矢量旋轉一周的軌跡同時顯示出來，且旋轉過程本身會引入誤差，導致測量時誤差較大。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了解決采用機械旋轉法測量橢圓偏振光長短軸方向及比值誤差大的問題，提供一種橢圓偏振光檢測方法及裝置。
[0004]本發明所述的橢圓偏振光檢測方法為:使待檢測光通過角向偏振片后，再經擴束鏡擴束，然后入射至CCD的探測面，CCD獲得的圖像為由兩個相對的暗區和兩個相對的亮區所構成的圓形光斑，測量該光斑中亮區的光強最大值和暗區的光強最小值，所述最大值與最小值的比值為橢圓偏振光的長短軸之比，最大值和最小值的位置分別對應長軸和短軸的方向。
[0005]本發明所述的橢圓偏振光檢測裝置包括激光器1、擴散片2、偏振片3、1/4波片4、角向偏振片5、擴束透鏡6和(XD7 ;
[0006]所述激光器1發出的激光依次經過擴散片2、偏振片3、1/4波片4、角向偏振片5和擴束透鏡6后，入射至(XD7的探測面。
[0007]本發明不同于常規的機械旋轉法，而是對光斑直接進行測量，得到長短軸方向和長短軸之比，誤差大大減小(理論上沒有誤差)。此外，本發明還可用于線偏振光的偏振方向的檢測。
【附圖說明】
[0008]圖1為實施方式一中角向偏振片的原理示意圖；
[0009]圖2為實施方式一中線偏振光經過角向偏振片后的圖像；
[0010]圖3為實施方式一中圓偏振光經過角向偏振片后的圖像；
[0011]圖4至圖7為實施方式一中橢圓偏振光經過角向偏振片后的圖像；
[0012]圖8為實施方式二所述的橢圓偏振光檢測裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]【具體實施方式】一:結合圖1至圖7說明本實施方式，本實施方式所述的橢圓偏振光檢測方法為:使待檢測光通過角向偏振片后，再經擴束鏡擴束，然后入射至CCD的探測面，CCD獲得的圖像為由兩個相對的暗區和兩個相對的亮區所構成的圓形光斑，測量該光斑中亮區的光強最大值和暗區的光強最小值，所述最大值與最小值的比值為橢圓偏振光的長短軸之比，最大值和最小值的位置分別對應長軸和短軸的方向。
[0014]角向偏振片可看作一種特殊的偏振片，它的通光方向為一系列的同心圓，如圖1所示，角向偏振片僅允許角向偏振光通過。當線偏振光通過角向偏振片時，光束光強將按馬呂斯定律分布:
[0015]當線偏振光通過角向偏振片時，得到圖像如圖2所示；
[0016]當圓偏振光通過角向偏振片時，得到圖像如圖3所示；
[0017]不同橢偏程度的橢圓偏振光通過角向偏振片時，得到圖像如圖4至圖7所示。圖4至圖7所對應的橢圓偏振光的橢偏程度依次減弱，即長短軸之比依次減小，圖7已經接近圓偏振光。
[0018]圖2至圖7中，扇形區域亮度的變化是由橢圓偏振光的長短軸電矢量大小不同導致的，扇形區明暗對比度的不同表征橢圓長短軸之比的不同，對比度越大則橢圓偏振光長短軸之比越大，因此只需測定出明暗區的對比度大小即可知道橢圓長短之比的大小。首先測定圖中亮區扇形中的最大光強值作為橢圓長軸的光強值，再測定出其暗區扇形中的最小光強值作為橢圓短軸的光強值，再將長軸的光強值比上短軸的光強值，得到的比值即為長短軸之比，所述最大光強值和最小光強值在圓形光斑中的位置分別對應橢圓偏振光長短軸的方向。采用本實施方式所述的方法能夠非常直觀地、簡便地檢測出橢圓偏振光的長短軸之比及長短軸的方向，且相比于機械轉動法檢測誤差小。
[0019]本實施方式所述的方法不僅可以測量橢圓偏振光的特性，還可以測量線偏振光的偏振的偏振方向。對于圖2所;^的線偏振光，可得到入射至角向偏振片的偏振光的偏振片方向與1/4波片光軸的夾角，夾角的測定精度達10 2度，通過該夾角能夠得到所述偏振光的偏振方向。
[0020]【具體實施方式】二:結合圖8說明本實施方式，本實施方式所述的橢圓偏振光檢測裝置包括激光器1、擴散片2、偏振片3、1/4波片4、角向偏振片5、擴束透鏡6和(XD7 ;
[0021]所述激光器1發出的激光依次經過擴散片2、偏振片3、1/4波片4、角向偏振片5和擴束透鏡6后，入射至(XD7的探測面。
[0022]本實施方式中，激光器1產生的激光經過擴散片2后變為易于被(XD7識別的均勻光束，經偏振片3后成為線偏振光，線偏振光再經過1/4波片4可得到線偏振光、圓偏振光或橢圓偏振光。從1/4波片4透射出的偏振光再經過角向偏振片5后，經擴束透鏡6處理后透射到CCD7上，即可得到該偏振光在角向偏振片5上的成像。
[0023]本實施方式所述的橢圓偏振光檢測裝置特別適用于教學演示，根據需要來調節1/4波片4和角向偏振片5的角度，得到不同偏振態的偏振光，然后觀察CCD得到的圖像并作相應的測量和計算，得到偏振光的特性參數。
[0024]【具體實施方式】三:結合圖8說明本實施方式，本實施方式是對實施方式二所述的橢圓偏振光檢測裝置的進一步限定，本實施方式中，所述的擴束透鏡6包括一號凸透鏡6-1和二號凸透鏡6-2，一號凸透鏡6-1與二號凸透鏡6-2具有公共的焦點，且一號凸透鏡6-1的焦距小于二號凸透鏡6-2的焦距，從角向偏振片5透射的激光依次經過一號凸透鏡6-1和二號凸透鏡6-2后入射至(XD7。
【主權項】
1.橢圓偏振光檢測方法，其特征在于，該方法為:使待檢測光通過角向偏振片后，再經擴束鏡擴束，然后入射至CCD的探測面，CCD獲得的圖像為由兩個相對的暗區和兩個相對的亮區所構成的圓形光斑，測量該光斑中亮區的光強最大值和暗區的光強最小值，所述最大值與最小值的比值為橢圓偏振光的長短軸之比。2.橢圓偏振光檢測裝置，其特征在于，它包括激光器(1)、擴散片(2)、偏振片(3)、1/4波片(4)、角向偏振片(5)、擴束透鏡(6)和CCD(7); 所述激光器⑴發出的激光依次經過擴散片(2)、偏振片(3)、1/4波片(4)、角向偏振片(5)和擴束透鏡(6)后，入射至CCD(7)的探測面。3.根據權利要求2所述的橢圓偏振光檢測裝置，其特征在于，所述的擴束透鏡(6)包括一號凸透鏡(6-1)和二號凸透鏡(6-1)，一號凸透鏡(6-1)與二號凸透鏡(6-1)具有公共的焦點，且一號凸透鏡(6-1)的焦距小于二號凸透鏡(6-1)的焦距，從角向偏振片(5)透射的激光依次經過一號凸透鏡(6-1)和二號凸透鏡(6-1)后入射至(XD(7)。
【專利摘要】橢圓偏振光檢測方法及裝置，涉及橢圓偏振光特性檢測技術。本發明將待檢測光通過角向偏振片后，再經擴束鏡擴束，然后入射至CCD的探測面，CCD獲得的圖像為由兩個相對的暗區和兩個相對的亮區所構成的圓形光斑，測量該光斑中亮區的光強最大值和暗區的光強最小值，所述最大值與最小值的比值為橢圓偏振光的長短軸之比，最大值和最小值的位置分別對應長軸和短軸的方向。本發明不同于常規的機械旋轉法，而是對光斑直接進行測量，得到長短軸方向和長短軸之比，誤差大大減小，適用于橢圓偏振光特性檢測。
【IPC分類】G01J4/00
【公開號】CN105387937
【申請號】CN201510745421
【發明人】馬飛, 郝陽, 單旭晨, 王藝橋, 劉書鋼
【申請人】黑龍江大學
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月5日