[发明专利]角度依赖成像测量系统及方法

说明书

本发明提供了一种角度依赖成像测量系统及方法，角度依赖成像测量系统沿同一光轴依次布置的物镜、光学透镜A、光学透镜C、光学透镜B和成像设备；满足以下条件：0≤d₁≤2f_A，f_A＜D＝d₅+d₃+d₄≤2f_B+f_A；其中，d₁为物镜后的物镜后焦平面M0与光学透镜A之间的距离，f_A为光学透镜A的焦距，D为光学透镜A与光学透镜B之间的距离，d₅为光学透镜A与光学透镜A后的样品面第一次成像面S1之间的距离，d₃为光学透镜A后的样品面第一次成像面S1与光学透镜C之间的距离，d₄为光学透镜C与光学透镜B之间的距离，f_B为光学透镜B的焦距。可实现实空间分辨和动量空间分辨，表征具有角度依赖材料的光学性质，弥补相应的光学测量技术空缺。

技术领域

本发明涉及空间成像技术领域，特别涉及一种角度依赖成像测量系统及方法。

背景技术

随着光学的不断发展，为了对光进行更好的调制和更深入的性质研究，人们设计制作出新的光学材料、结构和显示屏，以及自然界中能产生丰富颜色的材料，如光子晶体、表面等离子体激元、超构材料、结构色材料等，并逐渐发展出一个新学科——微纳光子学。微纳光子学材料通过可操控的结构设计，使人们对光的调控能力达到一个新的水平。该材料具有许多不同于传统均匀材料的光学性质，如非线性效应、拓扑特性、特殊的光输运特性等。

微纳光子学材料往往具有与作用波长相比拟的周期性结构，可微小化、集成化，在各类光电器件中具有广阔的应用前景。晶体中原子有序的排列分布对电子的运动具有调制作用。与之类似，微纳光子学材料中不同折射率材料的交替排列对电磁波的传播也具有调制作用，能够形成不同于自由空间中的光的色散关系、光子能带、光子带隙等特殊的光学性质。而这些性质都与其动量空间性质密切相关。

近年来，微纳光子学发展十分迅速，不断出现新的材料结构，发现新的光学现象，这也对相应的光学测量技术提出了新的要求。目前，市面上已有一些用于测量微纳光子学材料光学特性的专利技术，如光电探测设备、显微成像系统等。但这些技术仅能满足部分测量需求：

1、光电探测设备。光电探测设备由多个感光元件组成，感光元件可以将入射光信号转换为电信号，然后经过电路处理后产生图像信号。单独使用光电探测设备可以对宏观样品进行成像测量，然而，微纳光子学材料的尺寸通常属于介观(微米及亚微米尺度)范围，光电探测设备无法满足其所需要的微区测量要求。

2、显微成像技术。将光电探测设备与显微镜结合，利用显微镜的显微分辨能力和光电探测设备的成像能力，可以实现对小尺度微纳光子结构的成像探测。这种方法是在样品空间上而非在动量空间上进行分辨，无法得到微纳光子学材料诸如能带信息等重要的动量空间光学性质，因此具有一定的局限性。

因此，有必要提供一种方案，弥补相应的光学测量技术空缺。

发明内容

为了弥补相应的光学测量技术空缺，本发明提供了一种角度依赖成像测量系统及方法。

本发明提供的角度依赖成像测量系统，包括物镜、光学透镜A、光学透镜B、成像设备和可切换的光学透镜C，所述物镜、所述光学透镜A、所述光学透镜C、所述光学透镜B和所述成像设备沿同一光轴依次布置，所述成像设备位于所述光学透镜B后的后焦平面第一次成像面M1处或所述光学透镜B后的样品面第二次成像面S2处；

角度依赖成像测量系统满足以下条件：

0≤d₁≤2f_A