專(zhuān)利名稱(chēng)：偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置和測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及偏振片測(cè)量裝置，特別涉及一種偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置和測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
薄膜偏振片對(duì)激光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和性能有著重大影響。為獲得盡可能高的效率和光學(xué)質(zhì)量，要求偏振片有盡可能高的P光透過(guò)率，和盡可能低的s光透過(guò)率。使用高質(zhì)量的偏振片能夠使激光器產(chǎn)生更高的閾值，從而產(chǎn)生高質(zhì)量的激光，所以偏振片對(duì)激光器的產(chǎn)品性能具有重大的影響。其中表征一個(gè)偏振片質(zhì)量好壞的重要參數(shù)就是消光比。
偏振片的工作角度為布儒斯特角，通常它是一個(gè)固定的角度，但是在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，由于工藝控制問(wèn)題，不同的偏振片可能具有不同的工作角度，只有在其各自的工作角度上才能使它的性能達(dá)到最優(yōu)。
所以對(duì)偏振片消光比的測(cè)量，能夠嚴(yán)格控制偏振片的質(zhì)量，從而提高激光器的產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)布儒斯特角的測(cè)量，能夠?yàn)榧す馄鞯牧炕a(chǎn)起指導(dǎo)意義。
然而，現(xiàn)有技術(shù)中并沒(méi)有一種系統(tǒng)的、快速的測(cè)量偏振片的消光比和布儒斯特角的裝置，在激光器的生產(chǎn)中，為了提高激光器的質(zhì)量，通常需要手工一個(gè)一個(gè)測(cè)量偏振片的消光比和布儒斯特角，不僅測(cè)量速度慢、而且測(cè)量精度低，浪費(fèi)了大量的人力物力。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置和測(cè)量方法。
提供一種偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置，包括沿偏振光傳播方向依次設(shè)置的λ/4波片、可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)、可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)以及功率計(jì)，所述λ/4 波片的光軸與偏振光的傳播方向呈45度角，所述可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)并改變通過(guò)所述λ/4波片的偏振光的偏振方向，可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)承載待測(cè)偏振片并改變待測(cè)偏振片的相對(duì)偏振光的傾斜角度，所述功率計(jì)用于測(cè)量通過(guò)所述偏振片的偏振光的光強(qiáng)。
根據(jù)本發(fā)明之一優(yōu)選實(shí)施例，所述可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)和設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的格蘭棱鏡，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)所述格蘭棱鏡旋轉(zhuǎn)，并改變通過(guò)格蘭棱鏡的偏振光的偏振方向。
根據(jù)本發(fā)明之一優(yōu)選實(shí)施例，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)為電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其旋轉(zhuǎn)角度范圍為滿(mǎn)足能夠出現(xiàn)一次最大光強(qiáng)值和一次最小光強(qiáng)值的旋轉(zhuǎn)角度范圍，其旋轉(zhuǎn)的時(shí)間間隔大于功率計(jì)的反應(yīng)時(shí)間，且其旋轉(zhuǎn)的角度為動(dòng)態(tài)變化。
根據(jù)本發(fā)明之一優(yōu)選實(shí)施例，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)包括角位移臺(tái)和設(shè)置在所述角位移臺(tái)上的偏振片載物臺(tái)，所述偏振片載物臺(tái)用于承載所述待測(cè)偏振片，并在所述角位移臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)下改變所述待測(cè)偏振片相對(duì)所述偏振光的傾斜角度。
根據(jù)本發(fā)明之一優(yōu)選實(shí)施例，進(jìn)一步包括擴(kuò)束系統(tǒng)，所述擴(kuò)束系統(tǒng)設(shè)置在所述可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)和可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)之間，并用于擴(kuò)大所述偏振光的通光面積。
根據(jù)本發(fā)明之一優(yōu)選實(shí)施例，進(jìn)一步包括控制電腦，所述控制電腦控制所述可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)，控制所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，并控制所述功率計(jì)對(duì)偏振光光強(qiáng)的測(cè)量。
根據(jù)本發(fā)明之一優(yōu)選實(shí)施例，轉(zhuǎn)動(dòng)可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)和所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)，功率計(jì)測(cè)量可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)未承載待測(cè)偏振片時(shí)的偏振光的光強(qiáng)，作為第一對(duì)比數(shù)據(jù)，并測(cè)量可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)承載有待測(cè)偏振片時(shí)偏振光的光強(qiáng)，作為第一檢測(cè)數(shù)據(jù)，所述控制電腦根據(jù)所述第一對(duì)比數(shù)據(jù)和所述第一檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算所述待測(cè)偏振片的布儒斯特角。
根據(jù)本發(fā)明之一優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)定所述待測(cè)偏振片在其布儒斯特角的角度，旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)，功率計(jì)測(cè)量可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)未承載待測(cè)偏振片時(shí)的偏振光的光強(qiáng)，作為第二對(duì)比數(shù)據(jù)，并測(cè)量可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)承載有待測(cè)偏振片時(shí)偏振光的光強(qiáng)，作為第二檢測(cè)數(shù)據(jù)，所述控制電腦根據(jù)所述第二對(duì)比數(shù)據(jù)和所述第二檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算所述待測(cè)偏振片的消光比。
還提供一種偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量方法，包括
步驟Si，提供測(cè)量用偏振光，測(cè)量偏振光未經(jīng)過(guò)偏振片時(shí)的背景強(qiáng)度；
步驟S2，測(cè)量待測(cè)偏振光經(jīng)過(guò)偏振片的強(qiáng)度，從而測(cè)量偏振片的布儒斯特角；
步驟S3，設(shè)定偏振片為布儒斯特角，從而測(cè)量待測(cè)偏振片的消光比。
根據(jù)本發(fā)明之一優(yōu)選實(shí)施例，步驟Sl中進(jìn)一步包括改變偏振光的偏振方向并測(cè)量對(duì)應(yīng)不同偏振方向的偏振光未經(jīng)待測(cè)偏振片時(shí)的光強(qiáng)作為背景光強(qiáng)。
根據(jù)本發(fā)明之一優(yōu)選實(shí)施例，步驟S2中進(jìn)一步包括逐步改變待測(cè)偏振片的設(shè)置角度，并測(cè)量偏振光經(jīng)過(guò)待測(cè)偏振片時(shí)偏振光的光強(qiáng)，形成檢測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)和背景光強(qiáng)數(shù)據(jù)計(jì)算出P光方位角度和S光方位角度，并形成新的采集數(shù)據(jù)，然后將待測(cè)偏振片設(shè)置在P光的方位角，并實(shí)時(shí)采集對(duì)應(yīng)的偏振光的光強(qiáng)，設(shè)定待測(cè)偏振片在一定角度內(nèi)俯仰傾斜，并采集其中的最大光強(qiáng)時(shí)的偏振片所處的角度，從而得出待測(cè)偏振片的布儒斯特角。
根據(jù)本發(fā)明之一優(yōu)選實(shí)施例，步驟S3中進(jìn)一步包括設(shè)定所述待測(cè)偏振片在其布儒斯特角的角度，改變偏振光的偏振方向，測(cè)量未經(jīng)過(guò)待測(cè)偏振片時(shí)的偏振光的光強(qiáng)，作為第二對(duì)比數(shù)據(jù)，改變偏振光的偏振方向，測(cè)量經(jīng)過(guò)待測(cè)偏振片時(shí)的偏振光的光強(qiáng)，作為第二檢測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述第二對(duì)比數(shù)據(jù)和所述第二檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算所述待測(cè)偏振片的消光比。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置和測(cè)量方法能夠簡(jiǎn)單、精確的測(cè)量偏振片的消光比和布儒斯特角，從而能夠提高應(yīng)用偏振片的高激光器的質(zhì)量，并對(duì)激光器的量化生產(chǎn)提供重要的參考數(shù)據(jù)。


圖1為本發(fā)明提供的偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2本發(fā)明提供的偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置包括按圖1所示從左到右的偏振光傳播方向依次設(shè)置的λ /4波片1、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2、設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的格蘭棱鏡3、擴(kuò)束系統(tǒng)4、角位移臺(tái)6、設(shè)置在角位移臺(tái)6上的偏振片載物臺(tái)5、縮束系統(tǒng)7、功率計(jì)8以及控制電腦9。上述元件的設(shè)置方向亦即偏振光的傳播方向。
其中，偏振光通過(guò)λ /4波片1輸入偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置，λ /4波片1的光軸與偏振光的傳播方向呈45度角，從而使偏振光通過(guò)λ/4波片1后，變?yōu)闄E圓偏振光或者圓偏振光。在本實(shí)施例中，橢圓偏振光或者圓偏振光對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響。
本實(shí)施例中，偏振光為連續(xù)激光器(圖未示)發(fā)射產(chǎn)生的連續(xù)偏振光，且其能量具有較高的穩(wěn)定性，穩(wěn)定性至少在1 %以?xún)?nèi)，便于提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。
旋轉(zhuǎn)臺(tái)2例如可以是電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)，以方便控制電腦9編程控制器旋轉(zhuǎn)速度。格蘭棱鏡3設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上，并可隨著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，以按照一定的周期改變通過(guò)格蘭棱鏡3的偏振光的偏振方向。一般地，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)范圍可以設(shè)定為從0度到360度， 在一些特殊的情況下，例如為了提高測(cè)量效率可以設(shè)定旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)角度范圍為0度到 135度，這樣可以保證在0度到135度的旋轉(zhuǎn)角度內(nèi)，入射偏振光20能夠有一次最大光強(qiáng)值和最小光強(qiáng)值的出現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)臺(tái)2可以利用旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)來(lái)設(shè)定其旋轉(zhuǎn)速度，這樣，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2 的旋轉(zhuǎn)速度可以根據(jù)需要，通過(guò)軟件程序來(lái)操控。一般情況下，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)速度越快， 偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置的測(cè)量效率越高。為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，設(shè)置旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)的時(shí)間間隔大于功率計(jì)8的反應(yīng)時(shí)間。進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的角精度越大，測(cè)量結(jié)果會(huì)越精確，但是，通常越小的旋轉(zhuǎn)角度往往會(huì)影響測(cè)量效率，所以可以通過(guò)程序的設(shè)計(jì)來(lái)設(shè)定旋轉(zhuǎn)臺(tái)2角度，并根據(jù)具體測(cè)量精度要求，有一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化，以滿(mǎn)足不同測(cè)量精度的情況下，設(shè)定最佳的旋轉(zhuǎn)角度。旋轉(zhuǎn)臺(tái)2和格蘭棱鏡3組成可轉(zhuǎn)動(dòng)的格蘭棱鏡系統(tǒng)。
擴(kuò)束系統(tǒng)4的作用是使入射偏振光20擴(kuò)大為待測(cè)偏振片有效通光面積的一定比例，如80 %左右，這樣可以使測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確。
偏振片載物臺(tái)5用于承載待測(cè)偏振片50，其可以是偏振片夾持工裝，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)夾持工裝以用于測(cè)量不同規(guī)格的偏振片。
角位移臺(tái)6可以例如是電控角位移臺(tái)，其用于承載偏振片載物臺(tái)5，并可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制來(lái)改變偏振片載物臺(tái)5的傾斜角度。角位移臺(tái)6精度越高，越有利于測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在實(shí)際測(cè)量中，可以設(shè)置角位移臺(tái)6的初始角度為待測(cè)偏振片50的理論計(jì)算的布儒斯特角，然后逐步轉(zhuǎn)動(dòng)角度并進(jìn)行測(cè)量，最終得到待測(cè)偏振片50的實(shí)際偏振角度。偏振片載物臺(tái)5和角位移臺(tái)6組成可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)。
縮束系統(tǒng)7與擴(kuò)束系統(tǒng)4對(duì)應(yīng)，使入射偏振光20的通光面積縮小為預(yù)定大小，并將入射偏振光20全部導(dǎo)向功率計(jì)8。
功率計(jì)8用于實(shí)時(shí)測(cè)量到所入射偏振光20的功率。進(jìn)一步地，功率計(jì)8為可編程控制功率計(jì)，例如可以是支持Labview編程，這樣便于將功率計(jì)8和后臺(tái)程序相對(duì)接。功率計(jì)8具有較快的反映時(shí)間，便于提高其工作效率。
控制電腦9用于編程控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)2、角位移臺(tái)6的旋轉(zhuǎn)角度，并同時(shí)控制功率計(jì)8實(shí)時(shí)測(cè)量到所探測(cè)偏振光的功率。
請(qǐng)參閱圖2，圖2是偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量方法的流程圖。以下具體介紹偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置的工作原理，本實(shí)施例中，以測(cè)量光波波長(zhǎng)為1053nm， 規(guī)格為50X35X5的偏振片為例具體介紹，其工作原理包括
步驟Si，提供測(cè)量用偏振光，測(cè)量偏振光未經(jīng)過(guò)偏振片時(shí)的背景強(qiáng)度；
本步驟中，首先調(diào)節(jié)波長(zhǎng)為1053nm的連續(xù)激光器(圖未示)的入射偏振光20，使出射偏振光20中心以一定的高度，如130mm，水平入射到偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置。激光器出射的偏振光20為線(xiàn)偏振光(水平或垂直)，其首先通過(guò)λ/4波片1，通過(guò) λ /4波片1后偏振光20變?yōu)闄E圓偏振光，通過(guò)控制電腦9編程，如Labview程序，控制格蘭棱鏡3的旋轉(zhuǎn)。同時(shí)打開(kāi)功率計(jì)8，記錄格蘭棱鏡3在不同旋轉(zhuǎn)角度下的光強(qiáng)值，并將測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)到控制電腦9里，作為背景光強(qiáng)度。格蘭棱鏡3角度的旋轉(zhuǎn)是通過(guò)程序控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的。
詳細(xì)地，由于需要測(cè)量待測(cè)偏振片的消光比，所以在程序設(shè)計(jì)時(shí)主要的數(shù)據(jù)采集分布在線(xiàn)偏振光的水平方向和豎直方向，而中間的過(guò)度角度對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響，可以不采集數(shù)據(jù)。首先調(diào)節(jié)格蘭棱鏡3出射光的偏振方向，使其偏振方向大致在水平或者垂直方向， 這時(shí)可以初步設(shè)定兩個(gè)數(shù)據(jù)采集中心，分別為0°和90°。然后調(diào)節(jié)光路，使入射偏振光的傳播方向處于待測(cè)偏振片的垂直平面內(nèi)，這樣相對(duì)于待測(cè)偏振片水平方向?yàn)镾光方向，豎直方向?yàn)镻光方向。這樣在數(shù)據(jù)采集中，可以設(shè)定以豎直方向90°為中心做高斯分布的數(shù)據(jù)采集，和以水平0°為中心做高斯分布的數(shù)據(jù)采集，每一部分可以采集一定量的數(shù)據(jù)，如 500個(gè)左右的數(shù)據(jù)。豎直方向的測(cè)試范圍為士5°之內(nèi)，而水平方向的測(cè)試范圍為士3°之內(nèi)，其它的角度對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響，可以不用測(cè)量。
偏振光通過(guò)格蘭棱鏡3后，進(jìn)入到擴(kuò)束系統(tǒng)4，由于激光器的入射光的光斑一般較小，直徑約為3mm，此時(shí)選擇8倍擴(kuò)束鏡做為擴(kuò)束系統(tǒng)4，放大后的偏振光束再通過(guò)縮束系統(tǒng) 7后縮束，從而進(jìn)入功率計(jì)8的探頭。這里同樣使用縮減倍數(shù)為8倍的縮束鏡用于縮束系統(tǒng) 7。功率計(jì)8例如可以使用TH0RLABS的一款能夠使用Labview編程的功率計(jì)，同時(shí)能夠和控制電腦9連接在一起。通過(guò)程序軟件的設(shè)計(jì)，要在無(wú)待測(cè)偏振片情況下，空測(cè)一遍背景光強(qiáng)，然后存儲(chǔ)到軟件中用于后面的計(jì)算。
步驟S2，測(cè)量待測(cè)偏振光經(jīng)過(guò)偏振片的強(qiáng)度，從而測(cè)量偏振片的布儒斯特角；
本步驟中，首先將待測(cè)偏振片50放置到偏振片載物臺(tái)5上，由于偏振片載物臺(tái)5 為偏振片夾持工裝，其上下有夾持彈簧，所以能夠夾持到不同規(guī)格的待測(cè)偏振片。角位移臺(tái) 6初始角度為34°，這樣可以保證入射偏振光相對(duì)于待測(cè)偏振片50的角度為56°，角位移臺(tái)6的角精度越高越好，為了避免過(guò)高的角精度會(huì)降低測(cè)量效率，角位移臺(tái)6選用的步進(jìn)電機(jī)的角精度為可以0. 1度，這樣可以兼顧測(cè)量精度和測(cè)量效率。然后通過(guò)程序的控制，讓旋轉(zhuǎn)臺(tái)2再次按照程序的設(shè)定進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，同時(shí)用功率計(jì)8采集相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果。本次測(cè)量的結(jié)果和步驟Sl空測(cè)時(shí)候的結(jié)果相除，比值最大的對(duì)應(yīng)于P光方位角度，比值最小的對(duì)應(yīng)于S 光的方位角度，這樣便可以大致確定相對(duì)于待測(cè)偏振片的P光和S光的在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2內(nèi)的角度。這兩個(gè)角度值分別存儲(chǔ)到程序當(dāng)中，然后用這兩個(gè)數(shù)據(jù)替換步驟Sl中初始數(shù)據(jù)采集中心0°和90°數(shù)據(jù)，形成兩個(gè)新的數(shù)據(jù)采集中心。程序控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)到P光的方位角度，同時(shí)實(shí)時(shí)采集相應(yīng)的功率值。程序再驅(qū)動(dòng)角位移臺(tái)6讓其在一定角度內(nèi)俯仰傾斜，例如可以設(shè)定角位移臺(tái)6的俯仰傾斜角度范圍為士3°之間，同時(shí)采集在角度變化時(shí)候的功率值，當(dāng)測(cè)量到功率值最大的時(shí)候，程序自動(dòng)記錄下角位移臺(tái)6的相應(yīng)角度，這個(gè)時(shí)候所得到的角度就是待測(cè)偏振片的布儒斯特角。
步驟S3，設(shè)定偏振片為布儒斯特角，從而測(cè)量待測(cè)偏振片的消光比。
此步驟中，首先驅(qū)動(dòng)角位移臺(tái)6，使其旋轉(zhuǎn)到測(cè)量出的布儒斯特角的角度。然后按照程序設(shè)定旋轉(zhuǎn)臺(tái)2，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)可以和步驟Sl中的背景光的采集數(shù)目一致，即500個(gè)左右的數(shù)據(jù)，每旋轉(zhuǎn)一個(gè)周期后程序自動(dòng)將所采集得結(jié)果存儲(chǔ)和處理。程序?qū)⒎胖么郎y(cè)偏振片50后的檢測(cè)數(shù)據(jù)和無(wú)待測(cè)偏振片50時(shí)的背景光數(shù)據(jù)相除，從而得到相應(yīng)P光和S光的透過(guò)率，然后將P光和S光相比，便可以得到待測(cè)偏振片50的消光比。
上述實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2、角位移臺(tái)6以及功率計(jì)8均通過(guò)控制電腦9編程控制，程序的主體是可以是采用Labview來(lái)編寫(xiě)。同時(shí)，采取兩個(gè)方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，一種是計(jì)算在P光和S光的透過(guò)率時(shí)采用擬合方式，即通過(guò)離散的數(shù)據(jù)然后擬合出相應(yīng)的最大值和最小值；另一種是加大在最值附近的采樣次數(shù)，但是相應(yīng)采樣次數(shù)的極限由旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的精度決定，這種結(jié)果具有較高的可靠性。同時(shí)，可以在程序中同時(shí)給出上述兩個(gè)方式的測(cè)量結(jié)果，測(cè)試得最終結(jié)果可以通過(guò)三次測(cè)量取平均值得到，以增強(qiáng)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例的偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置能夠簡(jiǎn)單、精確的測(cè)量偏振片的消光比和布儒斯特角，從而能夠提高激光器的產(chǎn)品質(zhì)量，并對(duì)激光器的量化生產(chǎn)提供重要的參考數(shù)據(jù)。
在上述實(shí)施例中，僅對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示范性描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本專(zhuān)利申請(qǐng)后可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置，其特征在于，包括沿偏振光傳播方向依次設(shè)置的λ/4波片、可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)、可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)以及功率計(jì)，所述λ /4波片的光軸與偏振光的傳播方向呈45度角，所述可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)并改變通過(guò)所述λ/4波片的偏振光的偏振方向，可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)承載待測(cè)偏振片并改變待測(cè)偏振片的相對(duì)偏振光的傾斜角度，所述功率計(jì)用于測(cè)量通過(guò)所述偏振片的偏振光的光強(qiáng)。
2.如權(quán)利要求1所述的偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置，其特征在于，所述可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)和設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的格蘭棱鏡，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)所述格蘭棱鏡旋轉(zhuǎn)，并改變通過(guò)格蘭棱鏡的偏振光的偏振方向。
3.如權(quán)利要求2所述的偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)為電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其旋轉(zhuǎn)角度范圍為滿(mǎn)足能夠出現(xiàn)一次最大光強(qiáng)值和一次最小光強(qiáng)值的旋轉(zhuǎn)角度范圍，其旋轉(zhuǎn)的時(shí)間間隔大于功率計(jì)的反應(yīng)時(shí)間，且其旋轉(zhuǎn)的角度為動(dòng)態(tài)變化。
4.如權(quán)利要求1所述的偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置，其特征在于，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)包括角位移臺(tái)和設(shè)置在所述角位移臺(tái)上的偏振片載物臺(tái)，所述偏振片載物臺(tái)用于承載所述待測(cè)偏振片，并在所述角位移臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)下改變所述待測(cè)偏振片相對(duì)所述偏振光的傾斜角度。
5.如權(quán)利要求1所述的偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括擴(kuò)束系統(tǒng)和縮束系統(tǒng)，所述擴(kuò)束系統(tǒng)設(shè)置在所述可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)和可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)之間，并用于擴(kuò)大所述偏振光的通光面積；所述縮束系統(tǒng)設(shè)置在所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)和所述功率計(jì)之間，并用于縮小所述偏振光的通光面積。
6.如權(quán)利要求1所述的偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括控制電腦，所述控制電腦控制所述可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)，控制所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，并控制所述功率計(jì)對(duì)偏振光光強(qiáng)的測(cè)量。
7.如權(quán)利要求5所述的偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)動(dòng)可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)和所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)，功率計(jì)測(cè)量可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)未承載待測(cè)偏振片時(shí)的偏振光的光強(qiáng)，作為第一對(duì)比數(shù)據(jù)，并測(cè)量可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)承載有待測(cè)偏振片時(shí)偏振光的光強(qiáng)，作為第一檢測(cè)數(shù)據(jù)，所述控制電腦根據(jù)所述第一對(duì)比數(shù)據(jù)和所述第一檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算所述待測(cè)偏振片的布儒斯特角。
8.如權(quán)利要求6所述的偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置，其特征在于，設(shè)定所述待測(cè)偏振片在其布儒斯特角的角度，旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)，功率計(jì)測(cè)量可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)未承載待測(cè)偏振片時(shí)的偏振光的光強(qiáng)，作為第二對(duì)比數(shù)據(jù)，并測(cè)量可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)承載有待測(cè)偏振片時(shí)偏振光的光強(qiáng)，作為第二檢測(cè)數(shù)據(jù)，所述控制電腦根據(jù)所述第二對(duì)比數(shù)據(jù)和所述第二檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算所述待測(cè)偏振片的消光比。
9.一種偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量方法，包括步驟Si，提供測(cè)量用偏振光，測(cè)量偏振光未經(jīng)過(guò)偏振片時(shí)的背景強(qiáng)度；步驟S2，測(cè)量待測(cè)偏振光經(jīng)過(guò)偏振片的強(qiáng)度，從而測(cè)量偏振片的布儒斯特角；步驟S3，設(shè)定偏振片為布儒斯特角，從而測(cè)量待測(cè)偏振片的消光比。
10.如權(quán)利要求9所述的偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量方法，其特征在于，步驟Sl中進(jìn)一步包括改變偏振光的偏振方向并測(cè)量對(duì)應(yīng)不同偏振方向的偏振光未經(jīng)待測(cè)偏振片時(shí)的光強(qiáng)作為背景光強(qiáng)。
11.如權(quán)利要求10所述的偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量方法，其特征在于，步驟S2 中進(jìn)一步包括逐步改變待測(cè)偏振片的設(shè)置角度，并測(cè)量偏振光經(jīng)過(guò)待測(cè)偏振片時(shí)偏振光的光強(qiáng)，形成檢測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)和背景光強(qiáng)數(shù)據(jù)計(jì)算出P光方位角度和S光方位角度，并形成新的采集數(shù)據(jù)，然后將待測(cè)偏振片設(shè)置在P光的方位角，并實(shí)時(shí)采集對(duì)應(yīng)的偏振光的光強(qiáng)，設(shè)定待測(cè)偏振片在一定角度內(nèi)俯仰傾斜，并采集其中的最大光強(qiáng)時(shí)的偏振片所處的角度，從而得出待測(cè)偏振片的布儒斯特角。
12.如權(quán)利要求11所述的偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量方法，其特征在于，步驟S3 中進(jìn)一步包括設(shè)定所述待測(cè)偏振片在其布儒斯特角的角度，改變偏振光的偏振方向，測(cè)量未經(jīng)過(guò)待測(cè)偏振片時(shí)的偏振光的光強(qiáng)，作為第二對(duì)比數(shù)據(jù)，改變偏振光的偏振方向，測(cè)量經(jīng)過(guò)待測(cè)偏振片時(shí)的偏振光的光強(qiáng)，作為第二檢測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述第二對(duì)比數(shù)據(jù)和所述第二檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算所述待測(cè)偏振片的消光比。
全文摘要
一種偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置，包括沿偏振光傳播方向依次設(shè)置的λ/4波片、可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)、可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)以及功率計(jì)，所述λ/4波片的光軸與所測(cè)量的偏振光的傳播方向呈45度角，所述可旋轉(zhuǎn)的格蘭棱鏡系統(tǒng)在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)并改變通過(guò)所述λ/4波片的偏振光的偏振方向，可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片載物臺(tái)系統(tǒng)承載待測(cè)偏振片并改變待測(cè)偏振片的相對(duì)偏振光的傾斜角度，所述功率計(jì)用于測(cè)量通過(guò)所述偏振片的偏振光的光強(qiáng)。所述偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置能夠簡(jiǎn)單、精確的測(cè)量偏振片的消光比和布儒斯特角。還提供一種應(yīng)用于上述偏振片消光比和布儒斯特角測(cè)量裝置的測(cè)量方法。
文檔編號(hào)G01M11/02GK102539117SQ20111022056
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者朱光, 樊仲維 申請(qǐng)人:北京國(guó)科世紀(jì)激光技術(shù)有限公司