[发明专利]一种使用椭偏仪测量光学薄膜偏振保真度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学薄膜偏振保真度测量的技术领域，具体涉及一种使用椭偏仪测量光学薄膜偏振保真度的方法。

背景技术

高偏振保真度光学薄膜在星地光通信地面终端系统光路中用于光反射、分光高效率传输，同时保证系统接受或发射量子偏振光具有很高的偏振保真度。高偏振保真度光学薄膜解决了P、S偏振光在光学系统传输中的相位分离技术难题，突破了采用相位补偿器的限制，简化了光学系统，具有相位补偿等方法无可比拟的优点。尤其在空间量子通信领域，通过对相互关联不同光子偏振态进行编码实现信息传输，要求发射或接受光学系统具有很高的量子偏振保真度，确保信息准确发送，接受。

光学多层薄膜在倾斜入射条件下难以避免偏振效应。对通常的光学遥感应用来说，严重的偏振效应会引起能量信息的失真。从1961年Baumeister设计消偏振薄膜开始，国内外研究者对偏振控制薄膜器件陆续进行研究，1980年Thelen首次设计了倾斜入射条件下的消偏振分光镜，对薄膜器件的偏振能量特性进行了一定程度的控制。而至于如何采用简单，便捷，成本低的方法测量光学薄膜的偏振保真度，国内外鲜有报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提供使用椭偏仪测量光学薄膜偏振保真度的方法，具有简单，方式灵活，测量速度快，应用广泛等优点。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种使用椭偏仪测量光学薄膜偏振保真度的方法，该方法具体步骤如下：

步骤1：定义薄膜的偏振保真度：偏振方位角为45°线偏振光经系统或薄膜元件后出射光为椭圆偏振光，椭圆偏振光长、短轴之比描述系统或薄膜元件的偏振保真度；利用偏振光特点，偏振方位角为ψ的线偏振光，经光学薄膜样品反射或透射后变成椭圆偏振光，两偏振光的振幅比及相位差δ决定了这个椭圆偏振光的长轴a，短轴b之比及其在空间的取向ψ，椭圆的长短轴之比可确定椭圆的外形，椭圆的方位角ψ确定椭圆的空间取向；而和δ可实际测量；推导出δ和ψ之间的关系为：

±ab=tanx(-π4≤x≤π4)---(1)]]>

tan2φcosδ＝tan2ψ             (2)

sin2φsinδ＝sin2x              (3)

EPEStanφ(0≤φ≤π2)---(4)]]>

E_P²+E_S²＝a²+b²                  (5)

由以上关系式，已知和ψ实际测量值，即可得到δ；

假设薄膜样品的反射P、S偏振分离度由公式(4)，(3)，(1)，推导其中，δ为薄膜元件P、S偏振光相位延迟；

步骤2：测量经过单个光学元件反射后的相位延迟δ；

步骤3：根据椭偏仪测量的相位延迟δ带入公式即可得到光学薄膜样品的偏振保真度。