[发明专利]一种偏光轴方位角度测定方法及测定装置

说明书

本发明公开了一种偏光轴方位角度测定方法及测定装置，方法包括：依次顺序设置光源、第一偏光片、第二偏光片和光侦测器；打开光源，并对第一偏光片进行角度归零；驱动第一偏光片在其所在平面内转动多个角度，光侦测器获取一一对应于各个角度的光强度电压值；利用多个角度与对应的光强度电压值对预建的角度‑光强度电压间函数关系模型进行非线性曲线拟合操作，得到角度‑光强度电压间拟合关系曲线；根据角度‑光强度电压间拟合关系曲线，确定光强度电压的最小值所对应的角度，得到第二偏光片相对于第一偏光片的偏光轴方位角度。本发明通过函数模型拟合的方式获取偏光轴方位角度，提升测定效率和测定精度。

技术领域

本发明涉及偏光测定领域，特别涉及一种偏光轴方位角度测定方法及测定装置。

背景技术

光波根据振动的特点，可分为自然光和偏振光。自然光在垂直光波传导方向的各振动平面上的振幅及频率均相同，其经过反射、折射、双折射及吸收等作用后若成为只在一个方向上振动的光波，这种只在一个方向上振动的光波成为偏振光，偏振片即为可以使自然光变成偏振光的光学元件，该偏光片的偏振光的唯一振动方向即称为其偏光轴方位。

当将光束照射在一个水平角度放置的偏光片上，则只有水平偏光轴方位的光波能够透过，此时若再通过一个垂直角度放置的偏光片，则光波完全无法通过，视场完全黑暗，此情况成为直交检偏位；反之，若两偏光片相互平行，即处于平行检偏位的情况，则视场最为明亮；若两者在其他夹角情况，则视场表现为中等程度的亮度。换言之，光波经过第一片偏光片（析光片）偏光轴方位上的振幅于第二片偏光片（待测样本）偏光轴方位上的垂直投影量即为通过两片偏光片后可被侦测的光强度。因此，当待测样本固定时，调整析光片使其与待测样本呈直交检偏位或平行检偏位，即可由析光片的偏光轴方位得到待测样本的偏光轴方位角度。

利用以上原理，以直交检偏位为例，现有技术中，利用电机调整析光片的角度，当调整至侦测得透过第一片偏光片（析光片）和第二片偏光片（待测样本）的光强度讯号为最低点时，析光片与待测样本处于直交检偏位的情况，记录此时电机的旋转角度（即析光片的偏光轴方位）即可求得待测样本的偏光轴方位角度（析光片的偏光轴方位顺时针或逆时针转动90°）。

但是，上述直交检偏位测量方式传统上是先以大角度旋转扫描，大致确认光强度讯号最低点角度后，再逐步缩小旋转角度以来回扫描，最终以最高的角度解析度来扫描确认光强度讯号最低点角度，其至少存在以下缺点：

1）电机必须多次来回扫描，测量时间长，偏光轴方位角度测定效率低；

2）偏光轴方位角度解析度受限于所使用的电机的步进解析度；

当处于直交检偏位情况下，光侦测器所能接收到的光强度极为微弱，若光侦测器及后端运算单元无法分辨微小的光强度变化，则会造成每次测量结果不稳定，从而影响测量精度。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种偏光轴方位角度测定方法及测定装置，无需多次来回扫描，测量解析度不受电机本身的步进解析度所限制，具有较高的测量精度，所述技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种偏光轴方位角度测定方法，包括以下步骤：

依次顺序设置光源、第一偏光片、第二偏光片以及用于侦测光强度电压值的光侦测器；

打开光源，并对所述第一偏光片进行角度归零；

驱动所述第一偏光片在其所在平面内转动多个角度，并通过所述光侦测器获取一一对应于各个角度的光强度电压值的侦测结果；

利用所述多个角度与对应的光强度电压值对预建的角度-光强度电压间函数关系模型进行非线性曲线拟合操作，得到角度-光强度电压间拟合关系曲线；

根据所述角度-光强度电压间拟合关系曲线，确定光强度电压的最小值所对应的角度，得到所述第二偏光片相对于第一偏光片的偏光轴方位角度。