[发明专利]测量液晶器件扭曲角和光延迟的装置和方法

权利要求书

1.一种测量液晶器件扭曲角和光延迟的装置，其特征是由双频塞曼激光器(1)、λ/4波片(2)、分束器(3)、检偏器(5)和(7)、光电探测器(6)和(8)、信号处理部分(9)组成；双频塞曼激光器(1)的输出光轴与λ/4波片(2)的表面互相垂直，双频塞曼激光器(1)的输出光轴与分束器(3)的反射面成45度夹角，在分束器(3)和光电探测器(6)之间依次是被测液晶器件(4)、检偏器(5)，被测液晶器件(4)的表面、检偏器(5)的表面和光电探测器(6)的表面垂直于分束器(3)的透射光，在分束器(3)和光电探测器(8)之间是检偏器(7)，检偏器(7)的表面、光电探测器(8)的表面垂直于分束器(3)的反射光；双频塞曼激光器(1)发出具有频差的左、右旋圆偏振光，λ/4波片(2)使双频塞曼激光器(1)的出射光成为偏振方向互相垂直的双频线偏振光，分束器(3)使光线部分透射，部分反射，检偏器(5)和(7)使双频光的振动方向一致而产生拍频干涉，光电探测器(6)和(8)分别采集拍频信号，并送入信号处理部分(9)，信号处理部分(9)对两路信号作比较，得到两路信号的相位差。

2.根据权利要求1所述的测量液晶器件扭曲角和光延迟的装置，其特征是检偏器(5)、(7)采用偏振棱镜，光电探测器(6)、(8)采用光电倍增管，信号处理部分(9)采用相位计。

3.根据权利要求2所述的测量液晶器件扭曲角和光延迟的装置，其特征是双频塞曼激光器(1)的波长λ为0.6328μm，频差2.7MHz。

4.利用权利要求1所述的装置测量液晶器件扭曲角和光延迟的方法，其特征是：以光轴为轴转动被测液晶器件(4)，当被测液晶器件(4)的转角为0度、60度和180度时，记录信号处理部分(9)得到的相位差Ψ₁、Ψ₂和Ψ₃，用Ψ₁、Ψ₂和Ψ₃替换外差式测量方程中的Ψ，用0、π/3和2π/3替换外差式测量方程中的γ，由计算机进行曲线拟合，得到被测液晶器件(4)的扭曲角和光延迟数据。

5.根据权利要求4所述的测量液晶器件扭曲角和光延迟的方法，其特征是：所述的外差式测试方程为

tanΨ=2×φδcos2(φ+α+γ)sin2β-βδsin2(φ+α+γ)sinβcosβφβcos2φsin2β-β2sin2φcos2β+2δ2cos2(φ+α+γ)sin2αsin2β]]>

外差式测试方程中δ＝π·Δnd/λ，β²＝δ²+φ²，φ是被测液晶器件(4)的扭曲角，Δnd是被测液晶器件(4)的光延迟，λ是塞曼激光器(1)的波长，γ是被测液晶器件(4)的转角，α是γ为0度时，被测液晶器件(4)的光线进入面上的液晶分子指向矢方向在x-y平面的投影与x轴方向的夹角，Ψ是信号处理部分(9)测得的相位差。