[发明专利]一种偏振消光棱镜消光比的测量装置及测量方法

摘要

本发明公开了一种偏振消光棱镜消光比的测量装置及测量方法，属于光学检测技术领域，其目的在于提供一种测量范围大的偏振消光棱镜消光比的测量装置及测量方法，不仅能测量消光比在10^‑2‑10^‑3量级的普通偏振片的消光比，还能对消光比低至10^‑6量级的棱镜消光比进行测量。该测量装置、测量方法采用干涉的方法将垂直透射光强进行放大，可有效解决垂直透射光透射率太低无法准确测量的问题，通过对平行透射光进行衰减减小与垂直透射光光强之间的差距，解决了垂直透射和平行透射两光强差距太大超过探测器线性响应范围的问题。根据干涉信号的振幅分别得到垂直和平行透射光束的光强，再通过数据处理得到待测样品的消光比。

主权项

1.一种偏振消光棱镜消光比的测量方法，其特征在于，包括测量装置，所述测量装置包括沿光路方向依次设置的线偏振光输出激光器(1)、第一分束镜(2)、测试光路、第二分束镜(6)、光电探测器(13)、锁相放大器(14)和计算机(15)，所述测试光路包括信号光路、参考光路，所述信号光路中的斩波器(11)与锁相放大器(14)连接；所述信号光路包括沿光路方向依次设置的第一反射镜(7)、第二格兰‑泰勒棱镜(8)、样品(9)、第三格兰‑泰勒棱镜(10)、斩波器(11)和第二反射镜(12)；所述参考光路包括沿光路方向依次设置的光束回返镜(3)、光束开关(4)、第一格兰‑泰勒棱镜(5)；所述线偏振光输出激光器(1)产生的激光经第一分束镜(2)后分为参考光、信号光，所述参考光入射至参考光路并射出参考光路，所述信号光入射至信号光路并射出信号光路，参考光、信号光经第二分束镜(6)后进行合束、干涉，并由光电探测器(13)进行探测，探测到的信号经由锁相放大器(14)后输至计算机(15)；测量步骤如下：步骤一，调整测量装置的第一格兰‑泰勒棱镜(5)、测量装置的第二格兰‑泰勒棱镜(8)、测量装置的第三格兰‑泰勒棱镜(10)的平行透射振动方向均与测量装置的线偏振光输出激光器(1)的振动方向相同；步骤二，关闭测量装置的光束开关(4)，并将样品(9)放入测量装置的信号光路中，旋转样品(9)的方向，使测量装置的锁相放大器(14)探测到的光强达到最小值，然后打开光束开关(4)、测量装置的斩波器(11)，通过测量装置的锁相放大器(14)得到探测光的光强I_⊥，并通过公式(1)测得垂直透射光的振幅E_⊥(ω)，I_⊥＝2Re[E_ref(ω)E_⊥(ω)exp(iωτ_d)]  (1)其中，ω为线偏振光输出激光器(1)产生的激光的频率，i为虚数，τ_d为参考光路与信号光路的光程差，E_ref(ω)为参考光的振幅；步骤三，将样品(9)旋转角度δ，通过测量装置的锁相放大器(14)得到探测光的平行透射光强I_||，并通过公式(2)测得平行透射光的振幅E_||(ω)，I_||sin²δ＝|E_||(ω)sinδ|²+2Re[E_ref(ω)sinδE_||(ω)exp(iωτ_d)]  (2)其中，δ为样品旋转的角度；步骤四，关闭光束开关(4)，通过测量装置的锁相放大器(14)得到平行透射光强直流项|E_||(ω)sinδ|²，然后通过公式(3)测得样品的消光比，