>[0027] 在本实施例中，所述起偏器2的通光轴角度为45°。
[0028] 本实施例还提供一种线性的电光晶体半波电压快速测量装置的测量方法，包括以 下步骤：
[0029] 步骤Sl :将激光光源1经所述起偏器2后入射至电光晶体3上，所述外部电压 之间形成电场通过电光效应使电光晶体的折射率变化，出现感应电光轴，通光产生相位延 迟；
[0030] 步骤S2 :设定所述起偏器2的通光轴角度，使得入射光的偏振面与所述感应电光 轴为45° ;
[0031] 步骤S3 :所述感应电光轴经所述扩束镜4扩大形成光斑入射至所述晶体斜劈5,再 经过检偏器6在成像屏7上形成对应所述的电光晶体3相位延迟的干涉条纹；
[0032] 步骤S4 :采用所述线阵相机8对所述干涉条纹进行采集，记录所述干涉条纹的光 强数据；
[0033] 步骤S5 :经所述计算机9对所述光强数据进行滤波和除背景处理，得到光强曲线 的波峰波谷位置，通过调整外加电压，得到不同外加电压下的干涉条纹，计算出电光晶体的 相位延迟量；
[0034] 步骤S6 :当所述外加电压使电光晶体3引入的相位延迟量为180°时，对应的电压 值为电光晶体3的半波电压。
[0035] 在本实施例中，所述晶体斜劈5的劈角为Γ。
[0036] 在本实施例中，所述激光光源1为波长为808nm的LD激光光源。
[0037] 在本实施例中，所述线阵相机8的像素为1280*1024的CXD相机。
[0038] 在本实施例中，所述计算机处理软件为在Labview软件平台下采用波峰检测、中 值滤波、傅里叶变换以及数组操作等模块编写程序，进行滤波、消除背景处理以及寻找波峰 波谷等运算。
[0039] 下面通过本实施例的具体实施过程做进一步说明。
[0040] 以808nm的LD光源为例，调节起偏器2的通光轴角度到与光学平台45°方向。以 横向调制铌酸锂（LN)晶体作为电光晶体3,外加电压引起晶体折射率变化，产生电光轴。沿 通光方向调节LN晶体，使所述电光轴分别位于水平和竖直两个方向上。经过LN晶体，激光 在水平和竖直的方向上产生与外加电压成正比的相位延迟。光斑经过扩束镜4后直径为 10_，部分光斑经过入射到石英晶体斜劈5。所述石英晶体斜劈6的劈角为Γ，尺寸为 20X20X2mm，结构示意图如图2。其中的箭头表示光轴方向，与x，y坐标轴重合，即分别位 于水平和竖直方向。通光沿着z向，劈角沿着x(水平）方向。光束通过晶体斜劈5后在光 斑的不同水平位置上引入不同的光程差，最后通过第二片光轴水平放置的检偏器6到达 成像屏7形成干涉图样。用1280X 1024像素的工业C⑶相机，采集并在Labview软件平台 下采用波峰检测、中值滤波、傅里叶变换以及数组操作等模块编写程序，进行滤波、消除背 景处理以及寻找波峰波谷等运算。
[0041] 可以假设经过电光晶体后偏振光的琼斯矩阵为，其中δ为电光晶体5 经外电场引入的相位差。利用琼斯矩阵对偏振光的传播进行推导，可得到干涉条纹对应的 光强为：
[0042] I (X，δ ) = l/2+l/2sin 2 Φ cos ( δ + γ (X))
【主权项】
1. 一种线性的电光晶体半波电压快速测量装置，其特征在于：包括从左至右依次并排 设置的起偏器、扩束镜、检偏器和成像屏，将电光晶体设置于所述起偏器和扩束镜之间；一 激光光源经所述起偏器射入至电光晶体，所述电光晶体两端分别连接至一外部电压的正极 和负极；一位于所述扩束镜和检偏器之间的用于形成干涉条纹的晶体斜劈，所述晶体斜劈 为带有劈角的双折射晶体，且呈四棱锥状；一用于采集干涉条纹的光强数据的线阵相机，所 述线阵相机设置于所述成像屏的右侧，所述线阵相机的输出端连接至一计算机经软件进行 处理。
2. 根据权利要求1所述的一种线性的电光晶体半波电压快速测量装置，其特征在于： 所述晶体斜劈的劈角为r。
3. 根据权利要求1所述的一种线性的电光晶体半波电压快速测量装置，其特征在于： 所述起偏角器的通光轴角度为45°。
4. 基于权利要求1所述的一种线性的电光晶体半波电压快速测量装置的测量方法，其 特征在于，包括以下步骤： 步骤Sl:将激光光源经所述起偏器后入射至电光晶体上，所述外部电压之间形成电场 通过电光效应使电光晶体的折射率变化，出现感应电光轴，通光产生相位延迟； 步骤S2 :设定所述起偏器的通光轴角度，使得入射光的偏振面与所述感应电光轴为 45。； 步骤S3 :所述感应电光轴经所述扩束镜扩大形成光斑入射至所述晶体斜劈，再经过检 偏器在成像屏上形成对应所述的电光晶体相位延迟的干涉条纹； 步骤S4 :采用所述线阵相机对所述干涉条纹进行采集，记录所述干涉条纹的光强数 据； 步骤S5 :经所述计算机处理系统对所述光强数据进行滤波和除背景处理，得到光强曲 线的波峰波谷位置，通过调整外加电压，得到不同外加电压下的干涉条纹，计算出电光晶体 的相位延迟量； 步骤S6 :当所述外加电压使电光晶体引入的相位延迟量为180°时，对应的电压值为 电光晶体的半波电压。
5. 根据权利要求4所述的一种线性的电光晶体半波电压快速测量方法，其特征在于： 所述晶体斜劈的劈角为1°。
6. 根据权利要求4所述的一种线性的电光晶体半波电压快速测量方法，其特征在于： 所述激光光源为波长为808nm的LD激光光源。
7. 根据权利要求4所述的一种线性的电光晶体半波电压快速测量方法，其特征在于： 所述线阵相机的像素为1280*1024的CXD相机。
【专利摘要】一种线性的电光晶体半波电压快速测量装置及其方法，通过利用偏光干涉原理将外电压下电光晶体引入的相位延迟转换成干涉条纹的移动，并采用高速相机对条纹的移动进行测量，获取相位延迟量。当外加电压使电光晶体引入的相位延迟为180°时，对应的电压即为半波电压。该方法属于线性测量，结果不受光源功率波动影响，测量精度高。相位延迟量的测量时间由高速相机的采集频率决定，可达微秒量级。
【IPC分类】G01R19-00
【公开号】CN104777342
【申请号】CN201510177877
【发明人】许灿华, 马靖, 裴丽燕, 邱鑫茂, 施洋
【申请人】福州大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月16日