技术特征：
1.一种材料相变检测装置，其特征在于，包括依次设置的激光器(1)、光阑(2)、半波片(3)、第一透镜(4)、第一格兰偏振镜(5)、反射棱镜架(6)、第二格兰偏振镜(7)、第二透镜(8)和激光光束分析仪ccd(9)；所述激光器(1)用于发出波长为632.8纳米的激光；所述光阑(2)用于限制激光的杂散光；所述半波片(3)用于调节经限制杂散光后的激光光强；所述第一透镜(4)用于聚焦调节激光光强后的激光光束；所述第一格兰偏振镜(5)用于对聚焦后的激光光束进行预选，并将预选后的激光光束照射至反射棱镜架(6)；所述反射棱镜架(6)利用相变介质材料薄膜对激光光束进行全反射，耦合自旋分裂；所述第二格兰偏振镜(7)和第二透镜(8)用于对自旋分裂后的激光分量进行干涉，放大观测量；所述激光光束分析仪ccd(9)用于显示光斑以及读取位移。2.根据权利要求1所述的材料相变检测装置，其特征在于，所述反射棱镜架(6)通过电热硅胶和热粘附层与棱镜反射斜面粘贴，为相变介质材料薄膜加热。3.根据权利要求1所述的材料相变检测装置，其特征在于，所述反射棱镜架(6)利用相变介质材料薄膜对激光光束进行全反射的入射角为76.2
°
。4.根据权利要求1所述的材料相变检测装置，其特征在于，所述激光器(1)发出的激光为水平偏振的高斯光束，所述高斯光束的角谱的表达式为：其中，i表示入射光波，k
ix
表示入射波矢的x分量，k
iy
表示入射波矢的y分量，e
ix
表示经由欧拉公式将原角谱表达式简化后的指数型表达式，σ表示左右圆偏振光，w0表示束腰宽度，exp(
·
)表示指数运算。5.根据权利要求1所述的材料相变检测装置，其特征在于，所述激光器(1)发出的激光入射至第一格兰偏振镜(5)的偏振态|h>的表达式为：其中，|+>和|->表示两个本征的量子态。6.根据权利要求1所述的材料相变检测装置，其特征在于，所述反射棱镜架(6)利用相变介质材料薄膜对激光光束进行全反射的光束角谱反射矩阵m
r
的表达式为：其中，r
pp
表示入射p偏振光反射p偏振光的波反射系数，r
ps
表示入射p偏振光反射s偏振光的波反射系数，r
sp
表示入射s偏振光反射p偏振光的波反射系数，r
ss
表示入射s偏振光反射s偏振光的波反射系数，k
ry
表示反射波函数的y方向分量，k0表示波矢，θ
i
表示入射角。7.根据权利要求1所述的材料相变检测装置，其特征在于，所述激光光束分析仪ccd(9)读取的位移δ
w
的表达式为：
其中，表示光路放大的倍数，δ表示未经光路放大的本征光束位移，z表示第二透镜的有效焦距，r
p
表示p偏振光反射系数，r
s
表示s偏振光反射系数，z
r
表示光束的瑞利距离，δ表示前后选择态的差值态，k0表示波矢，θ
i
表示入射角，λ0表示激光源的激光波长，w0表示束腰宽度，ψ
f
表示后选择态。8.一种材料相变检测方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：利用超声波清洗待检测相变材料薄膜，并利用折射率匹配液将待检测相变材料薄膜黏在反射棱镜上；s2：利用反射棱镜架将待检测相变材料薄膜加热至初始温度30℃；s3：开启激光器，调节半波片、第一格兰偏振镜和第二格兰偏振镜，以使激光光束分析仪ccd上呈现对称且无杂斑的两个光斑，记录当前时刻的纵坐标，并将当前时刻的纵坐标作为零点；s4：利用反射棱镜架按照每次3℃的梯度大小将初始温度30℃提高至设定温度80℃；s5：在加热至设定温度80℃时保持恒温5分钟，并利用激光光束分析仪ccd进行光斑显示以及读取纵坐标位移。
技术总结
本发明公开了一种材料相变检测装置及方法，属于光学技术领域，其装置包括依次设置的激光器、光阑、半波片、第一透镜、第一格兰偏振镜、反射棱镜架、第二格兰偏振镜、第二透镜和激光光束分析仪CCD。本发明通过简单观测激光光束分析仪CCD上面的光斑变化和数值差异就能分辨该相变材料的相变情况。辨该相变材料的相变情况。辨该相变材料的相变情况。
技术研发人员：唐婷婷 唐榆傑 梁潇 李杰 刘波 彭穗
受保护的技术使用者：攀钢集团研究院有限公司
技术研发日：2022.04.24
技术公布日：2022/7/29