一种光程差分布测试装置与方法与流程

本发明属于光学测量，涉及一种光程差分布测试装置与方法。

背景技术：

1、双折射现象在光学材料中普遍存在，当光束通过双折射测量后，在两个主偏振方向上的分量将存在光程差，基于此原理可用于制作具有一定相位延迟的波片，比如，广泛应用的石英波片。铌酸锂、kdp、ktp、rtp等电光晶体还具有电光效应，施加电压后可以改变双折射大小，使晶体在不同相位延迟的波片状态之间转换，被广泛应用于制作电光调q器件。

2、在波片制作和rtp、ktp晶体调q开关的制备过程中需要精确测定其光程差，目前的测试方法主要有1/4波片法等，但是这些测试方法得到的光程差通常为一定区域的平均光程差，无法反映整个通光区域的细致分布情况。

3、整个通光区域的光程差分布信息对于波片和调q开关的制备非常重要，这可以反映波片的光程差均匀性，以及确保rtp、ktp晶体开关在整个通光区域的精确配对。此外，对于铌酸锂、kdp晶体，以及玻璃等材料，在特定通光方向或各个方向为各向同性测量，但是由于不均匀性、应力等因素导致微小的双折射，测定其光程差分布可以反映材料的均匀性和应力大小。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是：现有光程差测量结果为区域内平均效果，无法反映整个通光区域内光程差分布信息的问题。

3、(二)技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提供一种光程差分布测试装置，沿光束传播方向依次包括：激光器1、起偏镜2、扩束镜3、样品台4、1/4波片7、偏振相机8；

5、所述激光器1用于产生单波长激光光束，所述起偏镜2用于将光束转换为线偏振光，所述扩束镜3将用于光束直径扩大，扩大其检测区域，所述样品台4用于放置样品5，样品5的主轴方向与起偏方向呈45°角，所述1/4波片7的波长与激光波长相适应，主轴方向与起偏方向平行或垂直，所述偏振相机8的探测波长与激光器1的波长相适应，可获取每个像素点偏振方向信息。

6、优选地，当样品5的横截面尺寸大于相机感光面尺寸一定程度时，在样品台4与1/4波片7之间还设置缩束镜6，用于将光束直径变小。

7、优选地，所述起偏器2的偏振方向设置为水平、竖直或者45°方向。

8、优选地，所述1/4波片7的主轴方向与起偏器2方向平行或垂直。

9、本发明还提供了一种基于所述装置实现的光程差分布测试方法。

10、优选地，包括以下步骤：

11、步骤1、搭建好测试装置，放入待测的样品5，获取样品5各部位偏振方向信息，记为d(x,y)；

12、步骤2、将偏振方向分布信息d(x,y)转换为光程差分布信息δ：δ＝λ*d(x,y)/180°，其中λ为测试波长。

13、优选地，搭建测试装置时，通过以下方式调节1/4波片7的主轴方向：在无扩束镜3、样品台4、样品5、缩束镜6的情况下，在1/4波片7后方放置一正交方向的检偏镜，通过转动1/4波片7的方向，使其达到水平或垂直位置。

14、优选地，放入待测样品5后，通过以下方式调节样品5的主轴方向与起偏方向呈45°：在样品5后方放置一正交方向的检偏镜，当主轴方向与起偏方向平行或垂直后，再转动45°角。

15、优选地，所述样品5为rtp晶体，测试时，rtp晶体按主轴方向切割，水平放置，起偏方向设置为45°方向。

16、优选地，所述样品5为铌酸锂晶体，测试时，铌酸锂晶体按主轴方向切割，光轴方向通光，铌酸锂晶体水平放置，起偏方向设置为水平或竖直。

17、(三)有益效果

18、本发明提供的光程差分布测试方法可获得材料整个通光区域的光程差分布信息，可应用于：波片相位延迟分布及其均匀性测量，rtp、ktp晶体光程差分布测量，用于指导晶体的精确配对，可适用于铌酸锂、kdp、玻璃等各向同性或特定方向各向同性材料，测量其应力双折射分布情况。

技术特征：

1.一种光程差分布测试装置，其特征在于，沿光束传播方向依次包括：激光器(1)、起偏镜(2)、扩束镜(3)、样品台(4)、1/4波片(7)、偏振相机(8)；

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当样品(5)的横截面尺寸大于相机感光面尺寸一定程度时，在样品台(4)与1/4波片(7)之间还设置缩束镜(6)，用于将光束直径变小。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述起偏器(2)的偏振方向设置为水平、竖直或者45°方向。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述1/4波片(7)的主轴方向与起偏器(2)方向平行或垂直。

5.一种基于如权利要求4所述装置实现的光程差分布测试方法。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，搭建测试装置时，通过以下方式调节1/4波片(7)的主轴方向：在无扩束镜(3)、样品台(4)、样品(5)、缩束镜(6)的情况下，在1/4波片(7)后方放置一正交方向的检偏镜，通过转动1/4波片(7)的方向，使其达到水平或垂直位置。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，放入待测样品(5)后，通过以下方式调节样品(5)的主轴方向与起偏方向呈45°：在样品(5)后方放置一正交方向的检偏镜，当主轴方向与起偏方向平行或垂直后，再转动45°角。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述样品(5)为rtp晶体，测试时，rtp晶体按主轴方向切割，水平放置，起偏方向设置为45°方向。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述样品(5)为铌酸锂晶体，测试时，铌酸锂晶体按主轴方向切割，光轴方向通光，铌酸锂晶体水平放置，起偏方向设置为水平或竖直。

技术总结
本发明涉及一种光程差分布测试装置与方法，属于光学测量技术领域。本发明提供的光程差分布测试方法可获得材料整个通光区域的光程差分布信息，可应用于：波片相位延迟分布及其均匀性测量，RTP、KTP晶体光程差分布测量，用于指导晶体的精确配对，可适用于铌酸锂、KDP、玻璃等各向同性或特定方向各向同性材料，测量其应力双折射分布情况。

技术研发人员：梁松林,牛瑞华,张辉荣,杨永强,郭春艳,罗辉
受保护的技术使用者：西南技术物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12