[发明专利]一种楔形双折射器件相位延迟量测量光路及测量方法

说明书

本发明提供了一种楔形双折射器件相位延迟量测量光路及测量方法，其光路结构包括分光镜、半波片、第一聚焦透镜、反射镜，还包括缩束单元、四分之一波片及第二聚焦透镜；入射光经所述分光镜后被分为透射光和反射光，沿此反射光前进方向依次设有第一偏振片、第一光电探测器，沿此反射光前进方向的反向依次设有第二偏振片、第二光电探测器；沿透射光前进方向依次设有所述缩束单元、半波片、待测双折射器件、第一聚焦透镜、四分之一波片、第二聚焦透镜、反射镜。本发明可以测量楔形结构以及具有变化楔角斜面、曲面或其他出射表面不平行于入射表面结构的双折射器件的相位延迟量，且光路结构简单，测量方法简单方便。

技术领域

本发明涉及双折射器件相位延迟量测量技术领域，特别是一种楔形双折射器件相位延迟量测量光路及测量方法。

背景技术

偏振光学系统在机械、光学、生物、医学、物理等多个学科和工程领域都有广泛而重要的应用。波片、偏振棱镜、液晶等双折射光学器件是偏振光学系统中的重要元器件，其参数指标直接影响着系统的整体性能，其中相位延迟量是这类双折射元器件的重要参数指标。

目前双折射器件相位延迟量的测量方法有椭偏法、消光法、电光/磁光调制法、干涉法、补偿法、光学反馈谐振法等。椭偏法是利用椭偏仪来测得器件的相位延迟量；消光法是通过旋转偏振元件检测出射光强的极值或变化来测量相位延迟量；电光/磁光调制法一般是在光路中插入电光或磁光调制器来调制光束的偏振态，然后通过判断消光位置来得到相位延迟量；干涉法一般通过分析不同偏振状态下干涉信号的强度来测得相位延迟量；补偿法通常是使用某种相位补偿器来调制系统的总相位延迟量来测得相位延迟量；光学反馈谐振法利用激光器和外部反射镜构成外谐振腔，并在光路中插入待测双折射器件，通过分析信号与器件相位延迟量在谐振状态下的函数关系来得到相位延迟量。这些方法中，许多都要求待测器件进行转动、旋转或移动，且这些方法一般只适用于两表面为平行表面的器件的测量，例如波片。然而，在实际的偏振光学系统应用中，有一些双折射元器件的两个表面并非平行，而是夹有一定楔角，例如楔形液晶盒，巴比涅补偿器和沃拉斯顿棱镜等偏振棱镜的楔形组件、双折射晶体材料的光楔等，且未来的光学系统中可能也会出现具有变化楔角斜面、曲面或其他出射表面不平行于入射表面结构的双折射器件。当器件的两个表面不平行(有楔角)时，现有相位延迟量的测量方法有的直接失效，有的其测量系统或信号处理方式过于复杂，且当其中一个表面的情况更复杂时，例如不同位置的楔角不同、表面为曲面时，相应的测量难度更大。这就对其相位延迟量的测量带来了难题。

公告号为CN100529715C的专利文献公开了一种双折射光学器件相位延迟量及快轴方向的测量方法及装置，若待测器件是楔形等双折射器件时，其反射光回到待测楔形等双折射器件并进入器件后，其光束和之前光束无法重合，这样的话返回的光位置和之前入射时的位置不一样，就无法测量相位延迟量，只有当楔角很小时，才可近似认为返回光和之前光束重合，所以该专利产品只能测量两平面平行的双折射器件或楔角很小的楔型双折射器件。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种楔形双折射器件相位延迟量测量光路及测量方法，其不但可以测量波片等两表面平行的双折射器件的相位延迟量，还可以测量楔形结构以及具有变化楔角斜面、曲面或其他出射表面不平行于入射表面结构的双折射器件的相位延迟量，且测量精确，光路结构简单，测量方法简单方便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明首先提供一种楔形双折射器件相位延迟量测量光路，包括分光镜、半波片、第一聚焦透镜、反射镜，还包括缩束单元、四分之一波片及第二聚焦透镜；

入射光经所述分光镜后被分为透射光和反射光，沿此反射光前进方向依次设有第一偏振片、第一光电探测器，沿此反射光前进方向的反向依次设有第二偏振片、第二光电探测器；沿透射光前进方向依次设有所述缩束单元、半波片、待测双折射器件、第一聚焦透镜、四分之一波片、第二聚焦透镜、反射镜。

作为进一步的优选实施方案，所述入射光包含偏振方向互相垂直的P偏振光、S偏振光，且P偏振光与S偏振光之间具有频率差。