椭圆偏振光检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及椭圆偏振光特性检测技术。
【背景技术】
[0002]椭圆偏振光长短轴的方向及比值是椭圆偏振光非常重要的特性，目前为止检测椭圆偏振光长短轴的方向及比值大多采用机械旋转法，机械旋转法无法同时将光矢量旋转一周的轨迹同时显示出来，且旋转过程本身会引入误差，导致测量时误差较大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决采用机械旋转法测量椭圆偏振光长短轴方向及比值误差大的问题，提供一种椭圆偏振光检测方法及装置。
[0004]本发明所述的椭圆偏振光检测方法为:使待检测光通过角向偏振片后，再经扩束镜扩束，然后入射至CCD的探测面，CCD获得的图像为由两个相对的暗区和两个相对的亮区所构成的圆形光斑，测量该光斑中亮区的光强最大值和暗区的光强最小值，所述最大值与最小值的比值为椭圆偏振光的长短轴之比，最大值和最小值的位置分别对应长轴和短轴的方向。
[0005]本发明所述的椭圆偏振光检测装置包括激光器1、扩散片2、偏振片3、1/4波片4、角向偏振片5、扩束透镜6和(XD7 ;
[0006]所述激光器1发出的激光依次经过扩散片2、偏振片3、1/4波片4、角向偏振片5和扩束透镜6后，入射至(XD7的探测面。
[0007]本发明不同于常规的机械旋转法，而是对光斑直接进行测量，得到长短轴方向和长短轴之比，误差大大减小(理论上没有误差)。此外，本发明还可用于线偏振光的偏振方向的检测。
【附图说明】
[0008]图1为实施方式一中角向偏振片的原理示意图；
[0009]图2为实施方式一中线偏振光经过角向偏振片后的图像；
[0010]图3为实施方式一中圆偏振光经过角向偏振片后的图像；
[0011]图4至图7为实施方式一中椭圆偏振光经过角向偏振片后的图像；
[0012]图8为实施方式二所述的椭圆偏振光检测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]【具体实施方式】一:结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述的椭圆偏振光检测方法为:使待检测光通过角向偏振片后，再经扩束镜扩束，然后入射至CCD的探测面，CCD获得的图像为由两个相对的暗区和两个相对的亮区所构成的圆形光斑，测量该光斑中亮区的光强最大值和暗区的光强最小值，所述最大值与最小值的比值为椭圆偏振光的长短轴之比，最大值和最小值的位置分别对应长轴和短轴的方向。
[0014]角向偏振片可看作一种特殊的偏振片，它的通光方向为一系列的同心圆，如图1所示，角向偏振片仅允许角向偏振光通过。当线偏振光通过角向偏振片时，光束光强将按马吕斯定律分布:
[0015]当线偏振光通过角向偏振片时，得到图像如图2所示；
[0016]当圆偏振光通过角向偏振片时，得到图像如图3所示；
[0017]不同椭偏程度的椭圆偏振光通过角向偏振片时，得到图像如图4至图7所示。图4至图7所对应的椭圆偏振光的椭偏程度依次减弱，即长短轴之比依次减小，图7已经接近圆偏振光。
[0018]图2至图7中，扇形区域亮度的变化是由椭圆偏振光的长短轴电矢量大小不同导致的，扇形区明暗对比度的不同表征椭圆长短轴之比的不同，对比度越大则椭圆偏振光长短轴之比越大，因此只需测定出明暗区的对比度大小即可知道椭圆长短之比的大小。首先测定图中亮区扇形中的最大光强值作为椭圆长轴的光强值，再测定出其暗区扇形中的最小光强值作为椭圆短轴的光强值，再将长轴的光强值比上短轴的光强值，得到的比值即为长短轴之比，所述最大光强值和最小光强值在圆形光斑中的位置分别对应椭圆偏振光长短轴的方向。采用本实施方式所述的方法能够非常直观地、简便地检测出椭圆偏振光的长短轴之比及长短轴的方向，且相比于机械转动法检测误差小。
[0019]本实施方式所述的方法不仅可以测量椭圆偏振光的特性，还可以测量线偏振光的偏振的偏振方向。对于图2所;^的线偏振光，可得到入射至角向偏振片的偏振光的偏振片方向与1/4波片光轴的夹角，夹角的测定精度达10 2度，通过该夹角能够得到所述偏振光的偏振方向。
[0020]【具体实施方式】二:结合图8说明本实施方式，本实施方式所述的椭圆偏振光检测装置包括激光器1、扩散片2、偏振片3、1/4波片4、角向偏振片5、扩束透镜6和(XD7 ;
[0021]所述激光器1发出的激光依次经过扩散片2、偏振片3、1/4波片4、角向偏振片5和扩束透镜6后，入射至(XD7的探测面。
[0022]本实施方式中，激光器1产生的激光经过扩散片2后变为易于被(XD7识别的均匀光束，经偏振片3后成为线偏振光，线偏振光再经过1/4波片4可得到线偏振光、圆偏振光或椭圆偏振光。从1/4波片4透射出的偏振光再经过角向偏振片5后，经扩束透镜6处理后透射到CCD7上，即可得到该偏振光在角向偏振片5上的成像。
[0023]本实施方式所述的椭圆偏振光检测装置特别适用于教学演示，根据需要来调节1/4波片4和角向偏振片5的角度，得到不同偏振态的偏振光，然后观察CCD得到的图像并作相应的测量和计算，得到偏振光的特性参数。
[0024]【具体实施方式】三:结合图8说明本实施方式，本实施方式是对实施方式二所述的椭圆偏振光检测装置的进一步限定，本实施方式中，所述的扩束透镜6包括一号凸透镜6-1和二号凸透镜6-2，一号凸透镜6-1与二号凸透镜6-2具有公共的焦点，且一号凸透镜6-1的焦距小于二号凸透镜6-2的焦距，从角向偏振片5透射的激光依次经过一号凸透镜6-1和二号凸透镜6-2后入射至(XD7。
【主权项】
1.椭圆偏振光检测方法，其特征在于，该方法为:使待检测光通过角向偏振片后，再经扩束镜扩束，然后入射至CCD的探测面，CCD获得的图像为由两个相对的暗区和两个相对的亮区所构成的圆形光斑，测量该光斑中亮区的光强最大值和暗区的光强最小值，所述最大值与最小值的比值为椭圆偏振光的长短轴之比。2.椭圆偏振光检测装置，其特征在于，它包括激光器(1)、扩散片(2)、偏振片(3)、1/4波片(4)、角向偏振片(5)、扩束透镜(6)和CCD(7); 所述激光器⑴发出的激光依次经过扩散片(2)、偏振片(3)、1/4波片(4)、角向偏振片(5)和扩束透镜(6)后，入射至CCD(7)的探测面。3.根据权利要求2所述的椭圆偏振光检测装置，其特征在于，所述的扩束透镜(6)包括一号凸透镜(6-1)和二号凸透镜(6-1)，一号凸透镜(6-1)与二号凸透镜(6-1)具有公共的焦点，且一号凸透镜(6-1)的焦距小于二号凸透镜(6-1)的焦距，从角向偏振片(5)透射的激光依次经过一号凸透镜(6-1)和二号凸透镜(6-1)后入射至(XD(7)。
【专利摘要】椭圆偏振光检测方法及装置，涉及椭圆偏振光特性检测技术。本发明将待检测光通过角向偏振片后，再经扩束镜扩束，然后入射至CCD的探测面，CCD获得的图像为由两个相对的暗区和两个相对的亮区所构成的圆形光斑，测量该光斑中亮区的光强最大值和暗区的光强最小值，所述最大值与最小值的比值为椭圆偏振光的长短轴之比，最大值和最小值的位置分别对应长轴和短轴的方向。本发明不同于常规的机械旋转法，而是对光斑直接进行测量，得到长短轴方向和长短轴之比，误差大大减小，适用于椭圆偏振光特性检测。
【IPC分类】G01J4/00
【公开号】CN105387937
【申请号】CN201510745421
【发明人】马飞, 郝阳, 单旭晨, 王艺桥, 刘书钢
【申请人】黑龙江大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月5日