專利名稱:一種檢測(cè)相位延遲和偏振相關(guān)損耗的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)相位延遲和偏振相關(guān)損耗的裝置，包括自然光光源、反饋控制系統(tǒng)、自然光光源通過共傳輸軸放置的起偏器第一轉(zhuǎn)盤、第二轉(zhuǎn)盤、檢偏器、光電探測(cè)器；反饋控制系統(tǒng)同光電探測(cè)器、第一電機(jī)、第二電機(jī)相連實(shí)現(xiàn)采集分析光電流數(shù)據(jù)并反饋控制第一電機(jī)和第二電機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；所述反饋控制系統(tǒng)設(shè)置有計(jì)算模塊，所述計(jì)算模塊根據(jù)光電探測(cè)器在同一待測(cè)波長(zhǎng)處、不同k值下測(cè)量的光電流數(shù)據(jù)，或者是光電探測(cè)器在同一待測(cè)波長(zhǎng)處、不同k值下所有光電流數(shù)據(jù)的平均值來計(jì)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(guān)損耗，采用本實(shí)用新型裝置可同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)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(cè)相位延遲和偏振相關(guān)損耗的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于偏振光學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域，特別是一種同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)相位延遲器的相位 延遲特性和偏振相關(guān)損耗特性的方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 相位延遲器（或相位補(bǔ)償器）是光學(xué)實(shí)驗(yàn)和光學(xué)儀器中廣泛使用的基礎(chǔ)光學(xué)元 件，它是利用材料的雙折射效應(yīng)制作而成的。當(dāng)線偏振光垂直于相位延遲器表面通過該器 件時(shí)，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(yīng)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(chǎng)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(yīng)外，還具有二向色性，這會(huì)直接導(dǎo)致器件的偏 振相關(guān)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(zhǎng)的函數(shù)，在某些常用波長(zhǎng)范圍內(nèi)，相位延遲器的PDL特性會(huì) 對(duì)器件性能產(chǎn)生很大影響。例如，在旋轉(zhuǎn)雙補(bǔ)償器式廣譜橢偏儀（PCSCA型橢偏儀）中，兩 個(gè)旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器Q、C 2的相位延遲特性和PDL特性的精確測(cè)量是實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量的前提，任 何殘余偏振都將影響到偏振測(cè)量的精度。如果考慮旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器Cp(： 2的偏振相關(guān)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(gè)旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的相位延遲特性和 PDL特性對(duì)整機(jī)性能均有重要影響。
[0003] 測(cè)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(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè) 偏振器件的相位延遲量和TOL，更不能同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)偏振器件的相位延遲光譜特性和TOL 光譜特性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)相位延遲器的相位 延遲和偏振相關(guān)損耗（PDL)特性的方法及裝置，它屬于非接觸測(cè)量，能夠同時(shí)快速檢測(cè)兩 個(gè)相位延遲器的相位延遲和PDL特性；使用方便高效，可用于實(shí)際生產(chǎn)及研宄工作中同時(shí) 進(jìn)行兩個(gè)未知相位延遲器的相位延遲和PDL特性的直接定標(biāo)，并且測(cè)量結(jié)果不受光源和探 測(cè)器光譜特性的影響。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0006] 一種檢測(cè)相位延遲和偏振相關(guān)損耗的裝置，包括自然光光源、反饋控制系統(tǒng)，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(zhuǎn)盤、第二轉(zhuǎn)盤、檢偏 器、光電探測(cè)器，第一轉(zhuǎn)盤和第一電機(jī)連接，第二轉(zhuǎn)盤和第二電機(jī)連接；反饋控制系統(tǒng)同光 電探測(cè)器、第一電機(jī)、第二電機(jī)相連實(shí)現(xiàn)采集分析光電流數(shù)據(jù)并反饋控制第一電機(jī)和第二 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；所述第一轉(zhuǎn)盤和第二轉(zhuǎn)盤為中空結(jié)構(gòu)，所述第一轉(zhuǎn)盤中空結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有 固定第一相位延遲器的定位裝置，所述第二轉(zhuǎn)盤中空結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有固定第二相位延遲器的 定位裝置，所述反饋控制系統(tǒng)設(shè)置有計(jì)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(guān)損耗的計(jì)算模塊。
[0007] 所述光電探測(cè)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(zhǎng)范圍覆蓋第一相位延遲器和第二相位延遲器的工作波長(zhǎng)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(zhǎng)范圍覆蓋 第一相位延遲器和第二相位延遲器的工作波長(zhǎng)范圍。
[0009] 所述自然光光源為輸出特性穩(wěn)定的寬帶自然光源或波長(zhǎng)可調(diào)型自然光源，其工作 波長(zhǎng)范圍覆蓋第一相位延遲器和第二相位延遲器的工作波長(zhǎng)范圍。
[0010] 所述自然光光源的發(fā)光源輸出光路中設(shè)置有擴(kuò)束-準(zhǔn)直透鏡組。
[0011] 本實(shí)用新型的有益效果：
[0012] 1)本實(shí)用新型的測(cè)量方法屬于非接觸測(cè)量，可同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)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(shí)際生產(chǎn)及研宄工作中同時(shí) 進(jìn)行兩個(gè)未知零級(jí)相位延遲器的相位延遲量的直接定標(biāo)。
[0013] 2)在多波長(zhǎng)光電探測(cè)器中各探測(cè)單元的特性以及入射光強(qiáng)未知的情況下，不需要 復(fù)雜的傅立葉分析及求解即能快速準(zhǔn)確地同時(shí)標(biāo)定兩個(gè)待測(cè)零級(jí)相位延遲器在待考察波 段的相位延遲譜。
[0014] 3)相對(duì)于其它測(cè)量方法，本實(shí)用新型所測(cè)量的零級(jí)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(shí)用新型所涉及的相位延遲器相位延遲特性和偏振相關(guān)損耗特性測(cè)量 裝置的通用結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2為本實(shí)用新型所涉及的相位延遲器相位延遲特性和偏振相關(guān)損耗特性測(cè)量 裝置的檢測(cè)方法流程圖；
[0017] 其中：
[0018] 1、自然光源； 2、起偏器；
[0019] 3、第一轉(zhuǎn)盤； 4、第二轉(zhuǎn)盤；
[0020] 5、檢偏器； 6、光電探測(cè)器；
[0021] 7、反饋控制系統(tǒng)； 8、第一電機(jī)；
[0022] 9、第二電機(jī)； 10、第一相位延遲器；
[0023] 11、第二相位延遲器； 20:導(dǎo)熱硅脂；

【具體實(shí)施方式】
[0024] 本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)在于提供了同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)相位延遲器的相位延遲和偏振相 關(guān)損耗（PDL)特性的方法及裝置。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做出詳細(xì)說明。
[0025] 本實(shí)用新型所述的相位延遲器的相位延遲特性和偏振相關(guān)損耗特性的快速檢測(cè) 裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示：包括自然光光源1和反饋控制系統(tǒng)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(zhuǎn)盤3、第二轉(zhuǎn)盤4、檢偏器5、光電探測(cè)器6,第 一轉(zhuǎn)盤3和第一電機(jī)8連接，第二轉(zhuǎn)盤4和第二電機(jī)9連接；反饋控制系統(tǒng)7同光電探測(cè)器 6、第一電機(jī)8、第二電機(jī)9相連實(shí)現(xiàn)采集分析光電流數(shù)據(jù)并反饋控制第一電機(jī)8和第二電機(jī) 9的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；所述第一轉(zhuǎn)盤3和第二轉(zhuǎn)盤4為中空結(jié)構(gòu)，所述第一轉(zhuǎn)盤3中空結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置 有固定第一相位延遲器10的定位裝置，所述第二轉(zhuǎn)盤4中空結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有固定第二相位延 遲器11的定位裝置。本實(shí)施例中采用中空結(jié)構(gòu)的外圍開有多個(gè)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(zhuǎn)盤3和第二轉(zhuǎn)盤4的中空結(jié)構(gòu) 部分；并由第一電機(jī)8和第二電機(jī)9分別控制第一轉(zhuǎn)盤3和第二轉(zhuǎn)盤4的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0026] 所述反饋控制系統(tǒng)7設(shè)置有計(jì)算模塊，計(jì)算模塊設(shè)置有計(jì)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(guān)損耗TOLp PDlJ^關(guān)系式：
[0027]

【權(quán)利要求】
1. 一種檢測(cè)相位延遲和偏振相關(guān)損耗的裝置，其特征在于：包括自然光光源（I)、反饋 控制系統(tǒng)（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(zhuǎn)盤（3)、第二轉(zhuǎn)盤（4)、檢偏器（5)、光電探測(cè)器（6)，第一轉(zhuǎn)盤（3)和第一電機(jī)（8)連接， 第二轉(zhuǎn)盤⑷和第二電機(jī)（9)連接；反饋控制系統(tǒng)（7)同光電探測(cè)器（6)、第一電機(jī)（8)、第 二電機(jī)（9)相連實(shí)現(xiàn)采集分析光電流數(shù)據(jù)并反饋控制第一電機(jī)（8)和第二電機(jī)（9)的旋轉(zhuǎn) 狀態(tài)；所述第一轉(zhuǎn)盤（3)和第二轉(zhuǎn)盤（4)為中空結(jié)構(gòu)，所述第一轉(zhuǎn)盤（3)中空結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有 固定第一相位延遲器（10)的定位裝置，所述第二轉(zhuǎn)盤（4)中空結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)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(tǒng)（7)設(shè)置有計(jì)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(guān)損耗的計(jì)算模塊。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)相位延遲和偏振相關(guān)損耗的裝置，其特征在于：所 述光電探測(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)范圍。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)相位延遲和偏振相關(guān)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(zhǎng)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(zhǎng)范圍。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)相位延遲和偏振相關(guān)損耗的裝置，其特征在于：所 述自然光光源（1)為輸出特性穩(wěn)定的寬帶自然光源或波長(zhǎng)可調(diào)型自然光源，其工作波長(zhǎng)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(zhǎng)范圍。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)相位延遲和偏振相關(guān)損耗的裝置，其特征在于：所 述自然光光源（1)的發(fā)光源輸出光路中設(shè)置有擴(kuò)束-準(zhǔn)直透鏡組。
【文檔編號(hào)】G01M11-02GK204269345SQ201420219514
【發(fā)明者】張璐, 胡強(qiáng)高, 羅勇, 王玥 [申請(qǐng)人]武漢光迅科技股份有限公司