專利名稱：一種測量光學器件相位延遲角度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量待測光學元件偏振傳輸矩陣的方法，具體涉及一種測量偏振光方向來獲取被測器件相位延遲的裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著對光的偏振性研究的加深，人們逐漸認識到偏振信息的廣泛應用前景，偏振技術(shù)也開始進入到實用化階段。而通過探測目標反射光的偏振信息反演出待測目標的相關(guān)信息，可以將待測目標的可測信息量從原有的維數(shù)再增加三維，偏振信息測量已經(jīng)在地物遙感探測、大氣探測、水下探測、天文探測、醫(yī)學診斷、目標檢測、圖像處理和軍事應用等領(lǐng)域得到廣泛應用。同時隨著單光子探測技術(shù)的日趨成熟，高效率的單光子探測器已經(jīng)在技術(shù)上可以實現(xiàn)，單光子探測技術(shù)的發(fā)展導致單光子偏振應用領(lǐng)域的快速發(fā)展，目前基于偏振編碼的自由空間量子保密通信就是單光子偏振的一種重要應用之一。波片則是偏振研究領(lǐng)域最常用的偏振光學器件之一，波片也稱之為相位延遲器，其應用覆蓋了整個偏振光應用技術(shù)領(lǐng)域，應用前景十分廣泛。隨著偏振應用的深入，人們對相位延遲器的使用精度也提出了更高的要求，如何準確測量出相位延遲器的延遲量是需要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一，這對相位延遲片的加工精度及提高偏振光學儀器的性能都具有決定性的意義。目前在工程技術(shù)應用中，相位延遲器通常采用石英晶體、云母或電光晶體等具有雙折射效應的材料制作而成，其形狀成平行薄片狀，相位延遲與2 π (ne-n0)d/A成正比，其中^、η。為晶體材料非常光與尋常光的折射率，d為波片厚度，λ為入射光波長，在加工過程中，如何測量及監(jiān)測實際波片的相位延遲量是偏振光應用技術(shù)進一步發(fā)展的關(guān)鍵之一。本發(fā)明基于偏振光學理論，利用長軸處于水平或豎直方向的橢圓偏振光通過不同相位延遲角的光學器件時，其出射偏振光的長軸方向會有所不同，通過測量出射光的長軸方位角度來反推待測器件的相位延遲角，從而實現(xiàn)對待測器件偏振特性的測量。該方法還可以應用于特定相位延遲波片的加工過程監(jiān)測中，其應用前景廣泛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種測量光學器件相位延遲角度的方法，提出了一種通過測量檢測光源通過待測相位延遲器件前后的狀態(tài)變化，最后檢測出射光的長軸方位角的方式來獲知待測器件的相對相位延遲角，該測試系統(tǒng)可以實現(xiàn)對透射或反射光學元件進行相對相位延遲測量，可以應用于各種波片的設(shè)計加工過程中。本發(fā)明方法的檢測裝置如附圖
I所示檢測裝置包括檢測光源I、起偏偏振片2、1/4波片3、待測光學器件4、檢偏偏振片51、帶動檢偏片旋轉(zhuǎn)且可以記錄角度的電機52、光學探測器53。所述的檢測光源I的波長與最終器件的使用波長一致；所述的起偏偏振片2處于某一個角度α，該角度處于非±45°，同時偏振片的使用波段覆蓋檢測光源I的波長；所述的1/4波片3的方位角處于0°或90°，且該波片的使用波長與測試光源相符合；所述的待測光學器件4對目標光束可以為反射或透射，同樣入射光可以是斜入射或垂直入射；所述的檢偏偏振片51與起偏片2相同，所述的旋轉(zhuǎn)電機52可以記錄偏振片旋轉(zhuǎn)的角度，所述的光學探測器5對測試光源進行能量檢測，該光學器件相位延遲角度的檢測方法具體測量步驟如下I)檢測光源I經(jīng)過起偏偏振片2后產(chǎn)生某一角度α的線偏光，該角度處于非
^COS
±45° ,此時偏振光的瓊斯矢量可以表示為.
權(quán)利要求
1. 一種測量光學器件相位延遲角度的方法，檢測光源(I)經(jīng)過起偏偏振片(2)產(chǎn)生某一角度α的線偏光，該線偏光通過方位角處于O度的1/4波片(3)，轉(zhuǎn)化成長軸處于水平或豎直方向的橢圓偏振光，該橢圓偏振光經(jīng)過待測光學器件(4)，再經(jīng)過偏振光方位角探測組件(5)檢測，其中偏振探測組件(5)由檢偏偏振片(51)、帶動檢偏片旋轉(zhuǎn)且可以記錄角度的電機(52)、光學探測器(53)組成，其特征在于光學器件相位延遲角度通過以下數(shù)據(jù)處理步驟得到 1)檢測光源(I)經(jīng)過起偏偏振片(2)后產(chǎn)生某一角度α的線偏光，該角度處于非^COS±45° ,此時偏振光的瓊斯矢量可以表不為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量光學器件相位延遲角度的方法，該檢測裝置由檢測光源、起偏偏振片、1/4波片、待檢光學器件、偏振光方位角探測組件組成，通過測量檢測光源通過待測相位延遲器件前后的狀態(tài)變化，從而獲知待測器件的相位延遲角度。它適用于偏振光學系統(tǒng)、橢圓偏振測量領(lǐng)域、激光技術(shù)等與偏振相關(guān)的測量與檢測領(lǐng)域。該方法的原理描述如下長軸處于水平或豎直方向的橢圓偏振光通過不同相位延遲角度的光學器件時，其透射或反射偏振光的長軸方向會有所不同，通過測量透射或反射光的長軸方位角度來反推出待測器件的相位延遲角度，從而實現(xiàn)對待測器件偏振特性的測量。
文檔編號G01M11/02GK102620907SQ20121007361
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者何志平, 吳金才, 楊海馬, 王建宇, 舒嶸, 袁立銀, 賈建軍 申請人:中國科學院上海技術(shù)物理研究所