專利名稱：一種光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于測(cè)量磁光隔離器旋光角度或消光比的光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
消光比是衡量光學(xué)元件光學(xué)性能的重要參數(shù)，反映了其內(nèi)部可能存在的缺陷，如內(nèi)應(yīng)力、光學(xué)不均勻性等。其消光比就是衡量光學(xué)不均勻性的一個(gè)重要參數(shù)。規(guī)定采用=Pmax表示在垂直光軸的平面內(nèi)橢圓型高斯光束長(zhǎng)軸方向的最高光功率，Rnin表示在垂直光軸的平面內(nèi)橢圓型高斯光束長(zhǎng)軸方向的最低光功率。則消光比定義為EX = 101g(Pmax/Pmin)(1)消光比的單位為dB。在實(shí)際應(yīng)用中消光比的測(cè)試有著很重要的實(shí)用價(jià)值。晶體消光比測(cè)量的準(zhǔn)確性直接影響晶體的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用。測(cè)量器件的偏振有比較成熟的設(shè)備，如ThorlabS公司PAX5700系列偏振測(cè)量?jī)x， 其利用瓊斯(Jones)和米勒(Mueller)矩陣測(cè)量，但我們使用其測(cè)量大口徑磁光隔離器的旋光角度及消光比測(cè)試并不方便，原因是光束大小不可變，不能全口徑測(cè)試，且受環(huán)境光照影響，使得測(cè)試精度低下。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備測(cè)量磁光隔離器的旋光角度或消光比精度較低的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種操作方便且效率較高的光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置，其包括沿光路依次設(shè)置的一個(gè)激光器、一個(gè)起偏器、一個(gè)擴(kuò)束鏡、一個(gè)用于安裝待測(cè)光學(xué)元件的工裝、一個(gè)縮束鏡、一個(gè)檢偏器、一個(gè)用于輸出光強(qiáng)度信號(hào)的光電傳感器件，所述光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置還包括一個(gè)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)一個(gè)第一控制信號(hào)控制所述起偏器在垂直于光路的平面內(nèi)移動(dòng)；一個(gè)第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)一個(gè)第二控制信號(hào)控制所述待測(cè)光學(xué)元件在垂直于光路的平面內(nèi)移動(dòng)；一個(gè)第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)一個(gè)第三控制信號(hào)控制所述起偏器沿其光軸轉(zhuǎn)動(dòng)；一個(gè)第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)一個(gè)第四控制信號(hào)控制所述待測(cè)光學(xué)元件沿其光軸轉(zhuǎn)動(dòng)；一個(gè)第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)一個(gè)第五控制信號(hào)控制所述檢偏器沿其光軸轉(zhuǎn)動(dòng)；一個(gè)角度感測(cè)機(jī)構(gòu)，用于感測(cè)所述檢偏器沿其光軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并輸出一個(gè)根據(jù)該轉(zhuǎn)動(dòng)角度產(chǎn)生一個(gè)角度信號(hào)；一個(gè)控制單元，用于有選擇的輸出所述第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)、第三控制信號(hào)、第四控制信號(hào)、第五控制信號(hào)，還用于接收所述光強(qiáng)度信號(hào)和所述角度信號(hào)，并根據(jù)所述光強(qiáng)度信號(hào)和所述角度信號(hào)得出光強(qiáng)度最小值、光強(qiáng)度最大值、以及光強(qiáng)度最小值時(shí)所述檢偏器所對(duì)應(yīng)的角度。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)都包括垂直于光軸方向的導(dǎo)軌、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和限位結(jié)構(gòu)。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)都包括一個(gè)步進(jìn)電機(jī)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述角度感測(cè)機(jī)構(gòu)包括霍爾傳感器，所述控制單元包括PC。在一個(gè)實(shí)施方式中，在所述用于安裝待測(cè)光學(xué)元件的工裝與所述擴(kuò)束鏡之間、所述擴(kuò)束鏡與所述起偏器之間的至少一個(gè)位置上還包括光闌。在一個(gè)實(shí)施方式中，經(jīng)過(guò)所述擴(kuò)束鏡的激光直徑至少達(dá)到所述磁光隔離器通光口徑的90%。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述光電傳感器件外部設(shè)置有一個(gè)用于遮擋雜散光的罩子。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置用于測(cè)量磁光隔離器旋光角度或消光比。本發(fā)明的測(cè)量裝置不僅可以根據(jù)程序設(shè)定自動(dòng)完成測(cè)量，使測(cè)量自動(dòng)化程度高， 測(cè)量速度快、降低人為操作錯(cuò)誤的可能性和人工讀數(shù)的主觀性，使測(cè)量準(zhǔn)確率較高，而且還可以用于測(cè)量包括磁光隔離器旋光角度或消光比在內(nèi)的多種光學(xué)參數(shù)。


圖1是本發(fā)明磁光隔離器旋光角度的測(cè)量方法和磁光隔離器消光比的測(cè)量方法第一實(shí)施方式所采用的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明磁光隔離器旋光角度的測(cè)量方法一種較佳實(shí)施方式的步驟流程圖。圖3是本發(fā)明磁光隔離器消光比的測(cè)量方法一種較佳實(shí)施方式的步驟流程圖。圖4是本發(fā)明磁光隔離器旋光角度的測(cè)量方法和磁光隔離器消光比的測(cè)量方法第二實(shí)施方式所采用的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)D1，首先介紹本發(fā)明磁光隔離器旋光角度的測(cè)量方法和磁光隔離器消光比的測(cè)量方法第一實(shí)施方式所采用的測(cè)量裝置1。測(cè)量裝置1包括一個(gè)激光器11、一個(gè)起偏器12、一個(gè)可調(diào)口徑的光闌13、一個(gè)擴(kuò)束鏡14、一個(gè)可調(diào)口徑的光闌15、一個(gè)用于安裝待測(cè)磁光隔離器的工裝16、一個(gè)縮束鏡17、一個(gè)檢偏器18、一個(gè)光電傳感器件19和一個(gè)導(dǎo)軌 10。導(dǎo)軌10包括多個(gè)可以沿導(dǎo)軌10滑動(dòng)的滑動(dòng)座101。待測(cè)磁光隔離器安裝在工裝16 上。激光器11、起偏器12、光闌13、擴(kuò)束鏡14、光闌15、工裝16、縮束鏡17、檢偏器18和光電傳感器件19依序安裝在滑動(dòng)座101上，并使得它們盡可能好的保持與光路的同軸度。在本實(shí)施方式中，優(yōu)選的，光電傳感器件19為Slim Si光功率計(jì)，光功率計(jì)探測(cè)響應(yīng)范圍優(yōu)于60dB。光功率計(jì)光電探頭增加遮光罩，以消除漫反射光對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾。優(yōu)選的，起偏器12與檢偏器18的消光比優(yōu)于50dB，在本實(shí)施方式中采用洛匈棱
^Mi ο優(yōu)選的，檢偏器18繞軸旋轉(zhuǎn)角度可以讀出，精度不低于0.1°。優(yōu)選的，激光器11穩(wěn)定度優(yōu)于5% (RMS值)，波長(zhǎng)中心漂移小于4nm。優(yōu)選的，測(cè)試要求環(huán)境溫度在20°C 士 1°C范圍，測(cè)試時(shí)必須記錄環(huán)境溫度值。在另外的實(shí)施方式中，縮束鏡17可以是一個(gè)反向放置的擴(kuò)束鏡。光電傳感器件19 還可以選自光電二極管、光電倍增管等。
下面介紹采用本實(shí)施方式磁光隔離器旋光角度的測(cè)量方法的第一實(shí)施方式。請(qǐng)一并參照?qǐng)D1和圖2，圖2是本實(shí)施方式磁光隔離器旋光角度的測(cè)量方法的步驟流程圖。步驟Si、提供該測(cè)量裝置1，但暫不安裝起偏器12 ；提供該測(cè)量裝置1，激光器11輸出光束直徑由擴(kuò)束鏡14盡量擴(kuò)束，一般達(dá)通光口徑的90%。步驟S2、旋轉(zhuǎn)檢偏器18到一個(gè)基準(zhǔn)角度示值θ工，此時(shí)所述光電傳感器件19讀數(shù)為P1;θ工可為任意值，一般取水平或垂直狀態(tài)附近，且便于讀數(shù)即可。記錄光功率計(jì)讀數(shù)值Pi。測(cè)量讀數(shù)時(shí)要對(duì)光功率計(jì)探頭加遮光罩，來(lái)遮擋雜散光。步驟S3、在所述激光器11和所述擴(kuò)束鏡14之間放入起偏器12，旋轉(zhuǎn)所述起偏器 12，使所述光電傳感器件19讀數(shù)為最小值P2 ；步驟S4、在所述擴(kuò)束鏡14和所述縮束鏡17之間放入待測(cè)磁光隔離器，調(diào)整所述磁光隔離器使得所述光電傳感器件19讀數(shù)最大，此時(shí)晶體法線與光線基本平行；旋轉(zhuǎn)所述檢偏器18，使所述光電傳感器件19讀數(shù)再次為最小值Pmin，此時(shí)檢偏器的旋轉(zhuǎn)角度記為θ 2 ；步驟S5、所述磁光隔離器的旋光角度為θ =Iei-Q2^另外，還可以對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行如下處理要求按測(cè)試實(shí)際光路圖，迎光看，應(yīng)為順時(shí)針旋光，否則不合格；同時(shí)記錄下相對(duì)于45°的偏差Δ θ = I θ-45° |的最大值作為旋光角度誤差， 應(yīng)小于1°。下面介紹利用第一實(shí)施方式磁光隔離器旋光角度的測(cè)量方法的一個(gè)Φ 40mm的磁光隔離器的實(shí)例。測(cè)試條件環(huán)境溫度在20°C，1000級(jí)潔凈室內(nèi)測(cè)量，激光器11穩(wěn)定度優(yōu)于5%，光功率計(jì)19合格在計(jì)量檢定校準(zhǔn)有效期內(nèi)。1)激光器11輸出光束直徑擴(kuò)束到Φ 37mm,未放入磁光隔離器和起偏器12，旋轉(zhuǎn)檢偏器18到一個(gè)基準(zhǔn)角度示值θ工=20°，記錄光功率計(jì)19讀數(shù)值P1 = 300毫瓦(測(cè)量讀數(shù)時(shí)要對(duì)功率計(jì)探頭加罩子，來(lái)遮擋雜散光)；2)放入起偏器12，旋轉(zhuǎn)起偏器12，使光功率計(jì)19讀數(shù)為最小值P2 = 2微瓦，且 P1 =P2大于105，可以進(jìn)行后續(xù)測(cè)試；3)放入磁光隔離器，使得光功率計(jì)19讀數(shù)最大(此時(shí)晶體法線與光線基本平行)，然后旋轉(zhuǎn)檢偏器18，使光功率計(jì)19讀數(shù)再次為最小值Pmin = 30微瓦，此時(shí)檢偏器18 的旋轉(zhuǎn)角度記為θ2 = 64.7° ；4)磁光隔離器的旋光角度為θ = I θ 1- θ 2|，迎光看，為順時(shí)針旋光合格；5)同時(shí)記錄下相對(duì)于45°的偏差Δ θ = | θ-45° |的最大值作為旋光角度誤差為0.3°，0.3°小于1°，因此為合格。下面介紹本發(fā)明磁光隔離器消光比的測(cè)量方法的第一實(shí)施方式。請(qǐng)一并參照?qǐng)D1 和圖3，圖3是本實(shí)施方式磁光隔離器消光比的測(cè)量方法的步驟流程圖。步驟S11、提供該測(cè)量裝置1，但暫不安裝起偏器12 ；提供該測(cè)量裝置1，激光器11輸出光束直徑由擴(kuò)束鏡14盡量擴(kuò)束，一般達(dá)通光口徑的90%。理想的，大于90%更好。
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步驟S12、旋轉(zhuǎn)檢偏器18到一個(gè)基準(zhǔn)角度示值θ工，此時(shí)所述光電傳感器件19讀數(shù)為P1;θ工可為任意值，一般取水平或垂直狀態(tài)附近，且便于讀數(shù)即可。記錄光功率計(jì)讀數(shù)值Pi。測(cè)量讀數(shù)時(shí)要對(duì)光功率計(jì)探頭加遮光罩，來(lái)遮擋雜散光。步驟S13、在所述激光器11和所述擴(kuò)束鏡14之間放入起偏器12，旋轉(zhuǎn)所述起偏器 12，使所述光電傳感器件19讀數(shù)為最小值P2 ；步驟S14、在所述擴(kuò)束鏡14和所述縮束鏡17之間放入待測(cè)磁光隔離器，調(diào)整所述磁光隔離器使得所述光電傳感器件19讀數(shù)最大，此時(shí)晶體法線與光線基本平行；旋轉(zhuǎn)所述檢偏器18，使所述光電傳感器件19讀數(shù)再次為最小值Pmin。步驟S15、旋轉(zhuǎn)所述檢偏器18，使得所述光電傳感器件19讀數(shù)為最大值Pmax ；步驟Pmax和Pmin代人公式Ex = Pmax/Pmin，計(jì)算出被測(cè)器件的消光比Ex。下面介紹利用第一實(shí)施方式磁光隔離器消光比的測(cè)量方法的一個(gè)<i)40mm的磁光隔離器的實(shí)例。測(cè)試條件環(huán)境溫度在20°C，1000級(jí)潔凈室內(nèi)測(cè)量，激光器11穩(wěn)定度優(yōu)于5%，光功率計(jì)19合格在計(jì)量檢定校準(zhǔn)有效期內(nèi)。1)激光器11輸出光束直徑擴(kuò)束到Φ 37mm，未放入磁光隔離器和起偏器12，旋轉(zhuǎn)檢偏器18到一個(gè)基準(zhǔn)角度示值θ工=20°，記錄光功率計(jì)19讀數(shù)值P1 = 300毫瓦(測(cè)量讀數(shù)時(shí)要對(duì)功率計(jì)探頭加罩子，來(lái)遮擋雜散光)；2)放入起偏器12，旋轉(zhuǎn)起偏器12，使光功率計(jì)19讀數(shù)為最小值P2 = 2微瓦，且 P1 =P2大于105，可以進(jìn)行后續(xù)測(cè)試；3)放入磁光隔離器，使得光功率計(jì)19讀數(shù)最大(此時(shí)晶體法線與光線基本平行)，然后旋轉(zhuǎn)檢偏器18，使光功率計(jì)19讀數(shù)再次為最小值Pmin = 30微瓦。4)再次旋轉(zhuǎn)檢偏器，使得光功率計(jì)讀數(shù)為最大值Pmax = 294毫瓦；5)將 Pmax 和 Pmin 代人公式 Ex = Pmax/Pmin = 294000/30 = 9800，計(jì)算出被測(cè)器件的消光比Ex。Ex大于1000，合格。請(qǐng)參照?qǐng)D4，下面介紹本發(fā)明磁光隔離器旋光角度的測(cè)量方法和磁光隔離器消光比的測(cè)量方法第二實(shí)施方式所采用的測(cè)量裝置2。測(cè)量裝置2包括一個(gè)激光器21、一個(gè)起偏器22、一個(gè)可調(diào)口徑的光闌23、一個(gè)擴(kuò)束鏡M、一個(gè)可調(diào)口徑的光闌25、一個(gè)用于安裝待測(cè)磁光隔離器的工裝26、一個(gè)縮束鏡27、一個(gè)檢偏器觀、一個(gè)光電傳感器件四、一個(gè)具有多個(gè)滑動(dòng)座201的導(dǎo)軌20、一個(gè)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)203、一個(gè)第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)204、一個(gè)第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 205、一個(gè)第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)206、一個(gè)第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)207、一個(gè)角度感測(cè)機(jī)構(gòu)208和一個(gè)控制單元(圖未示)。待測(cè)磁光隔離器安裝在工裝沈上，激光器21、光闌23、擴(kuò)束鏡M、光闌25、工裝 26、縮束鏡27和光電傳感器件四依序安裝在滑動(dòng)座201上，并使得它們盡可能好的保持與光路的同軸度。起偏器22安裝在第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)205上，第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)205安裝在第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)203上。工裝沈安裝在第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)204上，第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)204安裝在第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)206上。檢偏器觀安裝在第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)207上。所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)203、第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 204、第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)205、第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)206、第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)207、角度感測(cè)機(jī)構(gòu)208和光電傳感器件四均分別通過(guò)導(dǎo)線與控制單元電連接。
在本實(shí)施方式中，第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)205、第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)206、第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)207是步進(jìn)電機(jī)，第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)203和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)204分別包括垂直于導(dǎo)軌20方向延伸的副導(dǎo)軌、 承載第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)205和第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)207沿該副導(dǎo)軌移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及用于限定移動(dòng)位置限位結(jié)構(gòu)。第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20用于根據(jù)由控制單元發(fā)出的一個(gè)第一控制信號(hào)控制所述起偏器22沿垂直于光路的副導(dǎo)軌移動(dòng)，使得該起偏器22可以進(jìn)入或者移出光路；第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)204用于根據(jù)由控制單元發(fā)出的一個(gè)第二控制信號(hào)控制所述待測(cè)光學(xué)元件沿垂直于光路的副導(dǎo)軌移動(dòng)，使得該檢偏器觀可以進(jìn)入或者移出光路；第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)205用于根據(jù)由控制單元發(fā)出的一個(gè)第三控制信號(hào)控制所述起偏器22沿其光軸轉(zhuǎn)動(dòng)；第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)206 用于根據(jù)由控制單元發(fā)出的一個(gè)第四控制信號(hào)控制所述待測(cè)光學(xué)元件沿其光軸轉(zhuǎn)動(dòng)；第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)207用于根據(jù)由控制單元發(fā)出的一個(gè)第五控制信號(hào)控制所述檢偏器沿其光軸轉(zhuǎn)動(dòng)。角度感測(cè)機(jī)構(gòu)208包括圍繞在檢偏器觀外圍的多個(gè)霍爾傳感器和安裝在檢偏器觀的邊緣的一個(gè)磁點(diǎn)，用于感測(cè)所述檢偏器觀沿其光軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并輸出一個(gè)根據(jù)該轉(zhuǎn)動(dòng)角度產(chǎn)生一個(gè)角度信號(hào)。在另外的實(shí)施方式中，角度感測(cè)機(jī)構(gòu)208還可以是圍繞在檢偏器觀外圍的多個(gè)光敏二極管或CCD和安裝在檢偏器觀的邊緣的一個(gè)LED?？刂茊卧趹?yīng)用程序的控制下，按照本發(fā)明方法預(yù)訂的步驟有選擇地輸出所述第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)、第三控制信號(hào)、第四控制信號(hào)、第五控制信號(hào)，并且接收所述光強(qiáng)度信號(hào)和所述角度信號(hào)，并根據(jù)所述光強(qiáng)度信號(hào)和所述角度信號(hào)得出光強(qiáng)度值和檢偏器 28的角度值，尤其是光強(qiáng)度最小值和最大值和最小值和最大值時(shí)檢偏器觀所對(duì)應(yīng)的角度， 來(lái)計(jì)算旋光角度以及消光比，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量。在本實(shí)施方式中，控制單元是具有顯示界面和輸入輸出設(shè)備PC，在其他實(shí)施方式中，控制單元還可以是單片機(jī)、ARM、DSP等。下面介紹采用本實(shí)施方式磁光隔離器旋光角度的測(cè)量方法的第二實(shí)施方式。請(qǐng)一并參照?qǐng)D4和圖2，圖2是本實(shí)施方式磁光隔離器旋光角度的測(cè)量方法的步驟流程圖。步驟Si、提供該測(cè)量裝置1，但暫不安裝起偏器12 ；提供該測(cè)量裝置1，控制單元控制第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)203和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)204將起偏器 22和待測(cè)光學(xué)元件移出光路。此時(shí)激光器11輸出光束直徑由擴(kuò)束鏡14盡量擴(kuò)束，一般達(dá)通光口徑的90%。步驟S2、旋轉(zhuǎn)檢偏器18到一個(gè)基準(zhǔn)角度示值θ工，此時(shí)所述光電傳感器件19讀數(shù)為P1;控制單元控制第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)207將檢偏器觀轉(zhuǎn)動(dòng)至一個(gè)角度θ ”通過(guò)角度感測(cè)機(jī)構(gòu)208讀取該角度θ 1() θ工可為任意值，此時(shí)角度θ工和光功率計(jì)讀數(shù)值P1都被控制單元讀取并保存。步驟S3、在所述激光器11和所述擴(kuò)束鏡14之間放入起偏器12，旋轉(zhuǎn)所述起偏器 12，使所述光電傳感器件19讀數(shù)為最小值P2 ；控制單元控制第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)203將起偏器22移入光路，控制單元控制第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)205使起偏器22旋轉(zhuǎn)，直至光電傳感器件19讀數(shù)為最小值P2時(shí)停止。步驟S4、在所述擴(kuò)束鏡14和所述縮束鏡17之間放入待測(cè)磁光隔離器，調(diào)整所述磁光隔離器使得所述光電傳感器件19讀數(shù)最大，此時(shí)晶體法線與光線基本平行；旋轉(zhuǎn)所述檢偏器18，使所述光電傳感器件19讀數(shù)再次為最小值Pmin，此時(shí)檢偏器的旋轉(zhuǎn)角度記為θ 2 ；控制單元控制第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)204將待測(cè)磁光隔離器移入光路，并控制第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)206使待測(cè)磁光隔離器轉(zhuǎn)動(dòng)，直至光電傳感器件19讀數(shù)為最小值P2時(shí)停止。控制單元控制第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)207使檢偏器觀轉(zhuǎn)動(dòng)，直至光電傳感器件19讀數(shù)再次為最小值Pmin時(shí)停止。此時(shí)檢偏器觀的旋轉(zhuǎn)角度記為θ 2，通過(guò)角度感測(cè)機(jī)構(gòu)208讀取該角度θ2。步驟S5、所述磁光隔離器的旋光角度為θ =Iei-Q2^控制單元根據(jù)θ i和θ 2計(jì)算θ，并顯示出來(lái)。下面介紹本發(fā)明磁光隔離器消光比的測(cè)量方法的第二實(shí)施方式。請(qǐng)一并參照?qǐng)D4 和圖3，圖3是本實(shí)施方式磁光隔離器消光比的測(cè)量方法的步驟流程圖。步驟Si、提供該測(cè)量裝置1，但暫不安裝起偏器12 ； 提供該測(cè)量裝置1，控制單元控制第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)203和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)204將起偏器 22和待測(cè)光學(xué)元件移出光路。此時(shí)激光器11輸出光束直徑由擴(kuò)束鏡14盡量擴(kuò)束，一般達(dá)通光口徑的90%。步驟S2、旋轉(zhuǎn)檢偏器18到一個(gè)基準(zhǔn)角度示值θ工，此時(shí)所述光電傳感器件19讀數(shù)為P1;控制單元控制第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)207將檢偏器觀轉(zhuǎn)動(dòng)至一個(gè)角度θ ”通過(guò)角度感測(cè)機(jī)構(gòu)208讀取該角度θ 1() θ工可為任意值，此時(shí)角度θ工和光功率計(jì)讀數(shù)值P1都被控制單元讀取并保存。步驟S3、在所述激光器11和所述擴(kuò)束鏡14之間放入起偏器12，旋轉(zhuǎn)所述起偏器 12，使所述光電傳感器件19讀數(shù)為最小值P2 ；控制單元控制第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)203將起偏器22移入光路，控制單元控制第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)205使起偏器22旋轉(zhuǎn)，直至光電傳感器件19讀數(shù)為最小值P2時(shí)停止。步驟S14、在所述擴(kuò)束鏡14和所述縮束鏡17之間放入待測(cè)磁光隔離器，調(diào)整所述磁光隔離器使得所述光電傳感器件19讀數(shù)最大，此時(shí)晶體法線與光線基本平行；旋轉(zhuǎn)所述檢偏器18，使所述光電傳感器件19讀數(shù)再次為最小值Pmin。步驟S15、旋轉(zhuǎn)所述檢偏器18，使得所述光電傳感器件19讀數(shù)為最大值Pmax控制單元控制第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)204將待測(cè)磁光隔離器移入光路，并控制第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)206使待測(cè)磁光隔離器轉(zhuǎn)動(dòng)，直至光電傳感器件19讀數(shù)為最小值P2時(shí)停止?？刂茊卧刂频谌D(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)207使檢偏器觀轉(zhuǎn)動(dòng)，控制單元記錄光電傳感器件19讀數(shù)的最小值Pmin 和最大值Pmax。步驟Pmax和Pmin代人公式Ex = Pmax/Pmin，計(jì)算出被測(cè)器件的消光比Ex?？刂茊卧鶕?jù)該記錄的最小值Pmin和最大值Pmax計(jì)算出被測(cè)器件的消光比Ex，并顯示出來(lái)。本發(fā)明磁光隔離器旋光角度的測(cè)量方法和磁光隔離器消光比的測(cè)量方法具有如下有益效果1.利用圖1所示測(cè)量裝置1，中心高的調(diào)整不用動(dòng)光路，通過(guò)墊塊可固定中心高， 我們測(cè)試的種類有限，采取的是固定墊塊厚度的方式快速改變中心高，也可以通過(guò)一維升降臺(tái)變動(dòng)中心高，節(jié)省了調(diào)整時(shí)間，使測(cè)量更快捷。2.光路中增加可變擴(kuò)束鏡，使得光束口徑任意可調(diào)，并可通過(guò)光闌節(jié)選特定大小和形狀的光斑進(jìn)入磁光隔離器。因此可以全口徑(Φ6 Φ 40可調(diào)，并可通過(guò)光闌獲得更精準(zhǔn)口徑形狀和尺寸)測(cè)量磁光隔離器，這是一般測(cè)試儀器不具備的，一旦口徑定好也可快速測(cè)試。3.采用靈敏度很高Slim Si功率計(jì)探頭，加上對(duì)可見(jiàn)和近紅外反射的罩子，使得雜散光不能進(jìn)入探頭，去除背景光干擾，提高了對(duì)比度，進(jìn)而提高了消光比測(cè)試精度。另外，本發(fā)明的磁光隔離器旋光角度的測(cè)量方法和磁光隔離器消光比的測(cè)量方法由于采用了上述導(dǎo)軌、工裝和滑動(dòng)座結(jié)構(gòu)，使其在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、成本較低。為了舉例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)，描述了上述的具體實(shí)施方式
。但是本發(fā)明的其他變化和修改，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的，在本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)質(zhì)和基本原則范圍內(nèi)的任何修改/變化或者仿效變換都屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置，其包括沿光路依次設(shè)置的一個(gè)激光器、一個(gè)起偏器、一個(gè)擴(kuò)束鏡、一個(gè)用于安裝待測(cè)光學(xué)元件的工裝、一個(gè)縮束鏡、一個(gè)檢偏器、一個(gè)用于輸出光強(qiáng)度信號(hào)的光電傳感器件，其特征在于，所述光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置還包括一個(gè)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)一個(gè)第一控制信號(hào)控制所述起偏器在垂直于光路的平面內(nèi)移動(dòng)；一個(gè)第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)一個(gè)第二控制信號(hào)控制所述待測(cè)光學(xué)元件在垂直于光路的平面內(nèi)移動(dòng)；一個(gè)第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)一個(gè)第三控制信號(hào)控制所述起偏器沿其光軸轉(zhuǎn)動(dòng)；一個(gè)第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)一個(gè)第四控制信號(hào)控制所述待測(cè)光學(xué)元件沿其光軸轉(zhuǎn)動(dòng)；一個(gè)第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)一個(gè)第五控制信號(hào)控制所述檢偏器沿其光軸轉(zhuǎn)動(dòng)；一個(gè)角度感測(cè)機(jī)構(gòu)，用于感測(cè)所述檢偏器沿其光軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并輸出一個(gè)根據(jù)該轉(zhuǎn)動(dòng)角度產(chǎn)生一個(gè)角度信號(hào)；一個(gè)控制單元，用于有選擇的輸出所述第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)、第三控制信號(hào)、 第四控制信號(hào)、第五控制信號(hào)，還用于接收所述光強(qiáng)度信號(hào)和所述角度信號(hào)，并根據(jù)所述光強(qiáng)度信號(hào)和所述角度信號(hào)得出光強(qiáng)度最小值、光強(qiáng)度最大值、以及光強(qiáng)度最小值時(shí)所述檢偏器所對(duì)應(yīng)的角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)都包括垂直于光軸方向的導(dǎo)軌、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和限位結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)都包括一個(gè)步進(jìn)電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述角度感測(cè)機(jī)構(gòu)包括霍爾傳感器，所述控制單元包括PC。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于在所述用于安裝待測(cè)光學(xué)元件的工裝與所述擴(kuò)束鏡之間、所述擴(kuò)束鏡與所述起偏器之間的至少一個(gè)位置上還包括光闌。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于經(jīng)過(guò)所述擴(kuò)束鏡的激光直徑至少達(dá)到所述磁光隔離器通光口徑的90%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于所述光電傳感器件外部設(shè)置有一個(gè)用于遮擋雜散光的罩子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于所述光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置用于測(cè)量磁光隔離器旋光角度或消光比。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置，包括沿光路依次設(shè)置的激光器、起偏器、擴(kuò)束鏡、工裝、縮束鏡、檢偏器、光電傳感器件、根據(jù)第一控制信號(hào)控制起偏器、待測(cè)光學(xué)元件在垂直于光路的平面內(nèi)移動(dòng)的第一、第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、根據(jù)第三控制信號(hào)控制起偏器沿其光軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、根據(jù)第四控制信號(hào)控制待測(cè)光學(xué)元件沿其光軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、根據(jù)第五控制信號(hào)控制檢偏器沿其光軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、感測(cè)檢偏器沿其光軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，輸出根據(jù)該轉(zhuǎn)動(dòng)角度產(chǎn)生角度信號(hào)的角度感測(cè)機(jī)構(gòu)、有選擇的輸出第一至五控制信號(hào)、接收光強(qiáng)度信號(hào)和角度信號(hào)、得出光強(qiáng)度最小、最大值、以及最小值時(shí)檢偏器所對(duì)應(yīng)的角度的控制單元。本發(fā)明光學(xué)參數(shù)測(cè)量裝置自動(dòng)化程度高。
文檔編號(hào)G01M11/02GK102466560SQ20101053982
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者樊仲維, 王家贊 申請(qǐng)人:北京國(guó)科世紀(jì)激光技術(shù)有限公司