[发明专利]动量空间光学相位测量系统

权利要求书

1.一种动量空间光学相位测量系统，其特征在于，包括：

物镜，置于待测样品的后方；

第一分束器，置于所述物镜的后方；

两个透镜，以一定间距置于所述第一分束器的后方；

光电探测设备，置于所述的两个透镜的后方；以及

光束发射装置，用于形成光束；

其中，所述光束发射装置形成的光束被分成射向所述待测样品的第一路光束和射向所述第一分束器的第二路光束；

所述第一路光束经过所述待测样品和所述物镜而进入所述第一分束器并与所述第二路光束经所述第一分束器合束形成汇合光束，所述汇合光束依次通过所述的两个透镜并射入所述光电探测设备，所述光电探测设备用于从所述汇合光束中测得所述待测样品在动量空间中的光学相位信息；

所述光束发射装置包括置于所述第一分束器第一侧的光源和置于所述第一分束器与第一侧相对的第二侧的反射镜；

所述光源产生的光束经所述第一分束器分成所述第一路光束和所述第二路光束；

其中，所述第一路光束经过所述物镜入射至所述待测样品并经所述待测样品反射而进入所述第一分束器；

所述第二路光束经过所述反射镜反射而进入所述第一分束器；所述反射镜至所述第一分束器的光程满足以下条件：

其中，l₁表示所述反射镜至所述第一分束器的光程，l₀表示所述光源的相干长度，l₂表示所述待测样品至所述第一分束器的光程；所述的两个透镜之间设有光阑；

所述光阑位于所述的两个透镜之间的像面处；

所述的两个透镜中的前部透镜至所述物镜的后焦平面的距离满足以下条件：

0≤d1≤2f_A

其中，d1表示前部透镜至所述物镜的后焦平面的距离，f_A表示前部透镜的焦距；

所述的两个透镜中的后部透镜至前部透镜的距离满足以下条件：

d2f_A

其中，d2表示后部透镜至前部透镜的距离；

所述的两个透镜将所述物镜的后焦平面成像在所述的两个透镜后方的后焦平面第一次成像面处；

所述光电探测设备具有一接收面，所述接收面邻近所述的后焦平面第一次成像面设置。

2.一种动量空间光学相位测量系统，其特征在于，包括：

物镜，置于待测样品的后方；

第一分束器，置于所述物镜的后方；

两个透镜，以一定间距置于所述第一分束器的后方；

光电探测设备，置于所述的两个透镜的后方；以及

光束发射装置，用于形成光束；

其中，所述光束发射装置形成的光束被分成射向所述待测样品的第一路光束和射向所述第一分束器的第二路光束；

所述第一路光束经过所述待测样品和所述物镜而进入所述第一分束器并与所述第二路光束经所述第一分束器合束形成汇合光束，所述汇合光束依次通过所述的两个透镜并射入所述光电探测设备，所述光电探测设备用于从所述汇合光束中测得所述待测样品在动量空间中的光学相位信息；

所述光束发射装置包括光源、置于所述光源前方的第二分束器、置于所述第二分束器一侧和所述待测样品前方的第一斜向反射镜以及置于所述第二分束器的另一侧的第二斜向反射镜，所述第二斜向反射镜也设于所述第一分束器的一侧；

所述光源发出的光束经所述第二分束器分成所述第一路光束和所述第二路光束；

其中所述第一路光束经所述第一斜向反射镜反射至所述待测样品，进而透过所述待测样品和所述物镜而进入所述第一分束器；

所述第二路光束经过所述第二斜向反射镜反射而进入所述第一分束器；

所述第二分束器经所述第一斜向反射镜至所述待测样品再至所述第一分束器的光程满足以下条件：

其中，l₃表示所述第二分束器至所述待测样品再至所述第一分束器的光程，l₀表示所述光源的相干长度，l₄表示所述第二分束器经所述第二斜向反射镜至所述第一分束器的光程；

所述的两个透镜之间设有偏振片；

所述光源与所述第二分束器之间也设有偏振片；

所述的两个透镜中的前部透镜至所述物镜的后焦平面的距离满足以下条件：

0≤d1≤2f_A

其中，d1表示前部透镜至所述物镜的后焦平面的距离，f_A表示前部透镜的焦距；

所述的两个透镜中的后部透镜至前部透镜的距离满足以下条件：

d2f_A

其中，d2表示后部透镜至前部透镜的距离；

所述的两个透镜将所述物镜的后焦平面成像在所述的两个透镜后方的后焦平面第一次成像面处；

所述光电探测设备具有一接收面，所述接收面邻近所述的后焦平面第一次成像面设置。