波片光轴量测设备及量测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及波片光轴量测量装置，特别涉及一种波片光轴量测设备和测量方法。
【背景技术】
[0002]波片是能使互相垂直的两光振动间产生附加光程差(或相位差)的光学器件。通常由具有精确厚度的石英、方解石或云母等双折射晶片做成，其光轴与晶片表面平行。以线偏振光垂直入射到晶片，其振动方向与晶片光轴夹Θ角(Θ # O)，入射的光振动分解成垂直于光轴(O振动)和平行于光轴(e振动)两个分量，它们对应晶片中的ο光和e光。
[0003]波片中的ο光和e光沿同一方向传播，但传播速度不同(折射率不同)，穿出波片后两种光间产生(no-ne) d光程差(见光程)，d为波片厚度，no和ne为ο光和e光的折射率，两垂直振动间的相位差为Δ j = 2 π (no-ne) d/λ。凡能使ο光和e光产生λ/4附加光程差的波片称为四分之一波片。λ / 4波片的光轴方向与入射线偏振光偏振方向的夹角会影响出射光的偏振态，在实际应用中，知道λ/4波片的光轴方向至关重要。
[0004]目前常用的量测λ /4波片的光轴的设备为Axometrics公司的AxoScan?系统。其功能强大，但是价格昂贵，无法适合中小企业的应用推广。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种波片光轴量测设备，可以用于量测λ /4波片的光轴，具有结构简单，操作方便的优点。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种采用上述波片光轴量测设备的波片光轴量测方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明实施方式提供如下技术方案:
[0008]—种波片光轴量测设备，其中，包括光源、标准λ/4波片、依光传播方向依次层叠设置的第一载物台、可旋转载物台、第二载物台和光强测量仪器，所述第一载物台上固定有第一起偏件片，所述第二载物台上固定有第二起偏件，所述第一起偏件和所述第二起偏件相对设置，且所述第一起偏件的穿透轴和所述第二起偏件的穿透轴呈正交设置，所述可旋转载物台用于放置待测λ/4波片，所述标准λ/4波片可拆卸地放置在所述第一载物台和所述第二载物台两者之一上，所述标准λ/4波片介于所述第一起偏件和所述第二起偏件之间。
[0009]其中，还包括伺服电机，所述可旋转载物台与所述伺服电机连接，所述伺服电机控制可旋转载物台的旋转范围满足光强测量仪器能够检测到两次最小光强值。
[0010]其中，伺服电机控制可旋转载物台的旋转范围为0-360°。
[0011]其中，还包括控制系统，控制系统中预设所述伺服电机的转动角度和转动频率。
[0012]其中，所述控制系统控制所述伺服电机旋转的时间间隔大于光强测量仪器的反应时间。
[0013]其中，所述第一起偏件和所述第二起偏件为偏振片或起偏镜。
[0014]其中，所述光强测量仪器为亮度测量仪或功率计。
[0015]本发明还提供一种波片光轴量测方法，其中，包括如下步骤:
[0016]提供相对设置的第一起偏件和第二起偏件，所述第一起偏件和所述第二起偏件的穿透轴正交，所述第一起偏件和所述第二起偏件之间放置可旋转的待测λ/4波片；
[0017]提供光源和光强测量仪器，所述光源的光线能依次透过所述第一起偏件、所述待测λ /4波片和所述第二起偏件后到达所述光强测量仪器；
[0018]开启所述光源和所述光强测量仪器，旋转所述待测λ /4波片，所述光强测量仪器监测光强变化值，记录相邻两次出现最小光强值时所述第一起偏件穿透轴在待测λ/4波片上的投影方向，得到第一轴和第二轴；
[0019]在所述第一起偏件和所述第二起偏件之间固定一标准λ /4波片，设置标准λ /4波片的光轴方向与所述第一起偏件的穿透轴方向的夹角为锐角，旋转所述待测λ/4波片，记录并比较所述第一轴和所述第二轴分别与标准λ /4波片的光轴方向重合时的光强值。
[0020]其中，所述第一起偏件和所述第二起偏件为偏振片或起偏镜。
[0021]其中，所述光强测量仪器为亮度测量仪或功率计。
[0022]本发明实施例具有如下优点或有益效果:
[0023]本发明的量测设备通过在光源传播方向上设置穿透轴呈正交设置第一起偏件片和第二起偏件，以及二者之间的可旋转载物台上放置待测λ /4波片，并通过光强测量仪器用于量测光强检测第二起偏件射出的光，然后通过旋转可旋转载物台记录最小光强时待测λ/4波片的位置，最后通过该位置与标准λ/4波片光轴叠加，确认待测λ/4波片的光轴。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本发明波片光轴量测设备结构示意图；
[0026]图2是采用图1所述的光轴量测设备的量测流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]请参阅图1，本发明提供的波片光轴量测设备100包括光源10、标准λ/4波片(图未示出)、第一载物台20、可旋转载物台30、第二载物台40和光强测量仪器50，第一载物台20、可旋转载物台30、第二载物台40和光强测量仪器50依光传播方向依次设置。所述第一载物台20、所述可旋转载物台30和所述第二载物台40的中间相对应设有开孔(图未编号)，所述第一载物台20上固定有与所述开孔对齐的第一起偏件片21，所述可旋转载物台30固定有与所述开孔对齐的待测λ /4波片31，所述第二载物台40上固定有与所述开孔对齐的第二起偏件41，所述第一起偏件21和所述第二起偏件41的穿透轴呈正交设置，所述光源10的光线可透过所述第一起偏件21、所述待测λ /4波片31和所述第二起偏件41到达所述光强测量仪器50，所述光强测量仪器50用于量测从第二起偏件41射出的光强。
[0029]所述标准λ/4波片为已知光轴方向的λ/4波片，在确定最小光强位置后，放置在所述第一载物台20和所述第二载物台40两者之一上。换而言之，所述标准λ/4波片可拆卸地放置在所述第一载物台20和所述第二载物台40两者之一上。所述标准λ/4波片介于所述第一起偏件21和所述第二起偏件41之间，并且保证标准λ /4波片的光轴与第一起偏件21或第二起偏件41的穿透轴的夹角为锐角，用于确定光轴。
[0030]进一步的，中间的可旋转载物台30与伺服电机60相连接。通过伺服电机60精确控制可旋转载物台30的转动，从而带动所述待测λ/4波片31的转动，以便光强测量仪器50精确量测光强的变化。进一步的，伺服电机60的转动精度可达到0.01度。具体的，伺服电机60由控制系统70控制，控制系统70包括伺服放大器(图未示出)驱动，其一般通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位。
[0031]伺服电机60的转动角度和转动频率可以在控制系统70中预先设定。
[0032]进一步的，控制系统70控制伺服电机60并通过伺服电机60控制可旋转载物台30的旋转范围至少满足能够出现两次最小光强值。
[0033]更进一步的，伺服电机控制60控制可旋转载物台30的平面旋转范围为0-360°。
[0034]进一步的，所述控制系统70控制所述伺服电机60旋转的时间间隔大于光强测量仪器50的反应时间。以便于光强测量仪器50能够准确记录光强值。
[0035]进一步的，所述第一起偏件21和所述第二起偏件41为偏振片或起偏镜。
[0036]进一步的，所述光强测量仪器50为亮度测量仪或功率计。显而易见的，所述光强测量仪器但不限于所举，只要是能够检测光强变化值得仪器都可以适用。
[0037]具体的，在实际应用中，可以采用亮度测量仪，优选日本拓普康的ΒΜ-7Α，因为其体积小，重量轻，且精度够用，适合装载在载物台的上。其次优选为柯尼卡美能达的CA-310。其体积和重量均较大。再次优选为柯尼卡美能达的CS2000，CS2000A和SR-UL2等分光光度计，其重量重，体积较大，但其可以量测频谱。适合有频