[发明专利]包含相位元件的斜入射宽带偏振光谱仪和光学测量系统

权利要求书

1.一种斜入射宽带光谱仪，其特征在于，该斜入射宽带光谱仪包括光源、第一聚光单元、第一偏振器、第一相位补偿元件、第一曲面反射元件、第一平面反射元件、第二平面反射元件、第二曲面反射元件、第二偏振器、第二聚光单元和探测单元，其中：

所述第一聚光单元用于将来自所述光源的光束会聚成平行光束；

所述第一偏振器用于使所述平行光束变成偏振光束；

所述第一相位补偿元件用于调整所述偏振光束的偏振状态并使调整后的偏振光束透射通过；

所述第一曲面反射元件用于将透射通过所述第一相位补偿元件的偏振光束会聚并反射至所述第一平面反射元件；

所述第一平面反射元件用于将来自所述第一曲面反射元件的偏振光束倾斜地聚焦到样品上；

所述第二平面反射元件用于将从样品上反射的光束反射至所述第二曲面反射元件；

所述第二曲面反射元件用于接收来自所述第二平面反射元件的反射光束并将该反射光束会聚成平行光束；

所述第二偏振器用于使来自所述第二曲面反射元件的平行光束变成偏振光束；

所述第二聚光单元用于使来自所述第二偏振器的偏振光束会聚并入射到所述探测单元；

所述第一平面反射元件和所述第一曲面反射元件具有相同的反射材料和镀膜结构并满足光束的入射角相同和入射平面相互垂直的条件；以及

所述第二平面反射元件和所述第二曲面反射元件具有相同的反射材料和镀膜结构并满足光束的入射角相同和入射平面相互垂直的条件。

2.根据权利要求1所述的斜入射宽带光谱仪，其特征在于，所述斜入射宽带光谱仪还包括第二相位补偿元件，所述第二相位补偿元件设置在所述第二曲面反射元件和所述第二偏振器之间的光路中，用于调整来自所述第二曲面反射元件的平行光束的偏振状态并使调整后的平行光束透射通过。

3.根据权利要求1或2所述的斜入射宽带光谱仪，其特征在于，所述第一聚光单元包括第三曲面反射元件，所述第二聚光单元包括第四曲面反射元件，其中：

所述光源置于所述第三曲面反射元件的焦点处，使得来自所述光源的光束经过所述第三曲面反射元件的反射之后变成平行光束；以及

所述第四曲面反射元件用于接收来自所述第二偏振器的偏振光束并将该偏振光束会聚至探测单元。

4.根据权利要求1或2所述的斜入射宽带光谱仪，其特征在于，所述第一聚光单元包括第三平面反射元件和第三曲面反射元件，所述第二聚光单元包括第四曲面反射元件和第四平面反射元件，其中：

所述光源置于所述第三曲面反射元件的焦点在所述第三平面反射元件中的镜像处，使得来自所述光源的光束经过所述第三平面反射元件和所述第三曲面反射元件的反射之后变成平行光束；

所述第四曲面反射元件用于接收来自所述第二偏振器的偏振光束并将该偏振光束会聚至所述第四平面反射元件；

所述第四平面反射元件用于将来自所述第四曲面反射元件的偏振光束反射至所述探测单元；

所述第三平面反射元件和所述第三曲面反射元件具有相同的反射材料和镀膜结构并满足光束的入射角相同和入射平面相互垂直的条件；以及

所述第四平面反射元件和所述第四曲面反射元件具有相同的反射材料和镀膜结构并满足光束的入射角相同和入射平面相互垂直的条件。

5.根据权利要求1-2中的任意一项所述的斜入射宽带光谱仪，其特征在于，光束入射在所述第一平面反射元件和所述第一曲面反射元件、以及所述第二平面反射元件和所述第二曲面反射元件上的角度相同且在10至45度之间。

6.根据权利要求1-2中的任意一项所述的斜入射宽带光谱仪，其特征在于，所述斜入射宽带光谱仪还包括：至少一个光阑，位于所述第一偏振器和所述第二偏振器之间，用于避免经过所述第一偏振器后产生的e光入射至样品表面或者其反射光反射后入射至所述第二偏振器。

7.根据权利要求1-2中的任意一项所述的斜入射宽带光谱仪，其特征在于，所述光源和样品表面之间的光路中的结构与样品表面和所述探测单元之间的光路中的结构相对于下述平面是镜面对称的：该平面经过样品上的聚焦位置处的法线，并且与样品的入射平面垂直。

8.根据权利要求1-2中的任一项所述的斜入射宽带光谱仪，其特征在于，所述第一曲面反射元件和所述第二曲面反射元件为离轴抛物面反射元件或超环面反射元件。