测量装置和测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于4f相位相干成像系统的非线性光学参数的测量装置，包括激光束调制系统，测量系统和分光镜，激光束调制系统与测量系统构成4f相位相干成像系统，测量装置还包括显微成像系统。激光束经所述分光镜后分别进入测量系统和显微成像系统，所述分光镜为透射

【技术实现步骤摘要】
测量装置和测量方法


[0001]本专利技术涉及光学参数测量领域，具体地说，涉及非线性光学参数的测量装置和测量方法。

技术介绍

[0002]光学非线性材料在光开关等光电子器件领域有着很大的应用前景，因此受到了广泛的研究。从无机材料、有机材料到半导体材料，从大尺寸材料到微小尺寸材料，各种各样的材料被应用于非线性光学研究当中。非线性光学发展至今，已经出现了十多种测量非线性折射率的方法，例如非线性干涉法、简并四波混频、自衍射、椭偏术、Z扫描等，这些方法都有各自的优缺点。
[0003]1996年，G.Boudebs等人首次提出了4F相位相干成像法来测量材料的光学非线性折射率(BOUDEBS.G,CHIS.M,BOURDIN.J.P.“Third&order susceptibility measurements by nonlinear image processing”，J.Opt.Soc.Am.B,1996,13:1450
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1456)，并于2004年引入了相位光阑从而完善了这一方法(BOUDEBS.G,CHERUKULAPPURATH.S.”Nonlinear optical measurements usinga 4f coherent imagingsystem with phase objects”.Physical Review,2004,69(053813):1
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6)。这种方法具有单脉冲测量、光路简单、无需样品移动等优点，但对被测材料样品的尺寸有一定的要求，无法确定材料样品测量的区域，也无法测量毫米级尺寸以下的材料。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于4f相位相干成像系统的非线性光学参数的测量装置，可以精确测量微
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纳尺寸材料的非线性光学参数。
[0005]根据本专利技术所提供的测量装置，包括激光束调制系统，测量系统，和显微成像系统，激光束调制系统与测量系统构成4f相位相干成像系统，激光束经所述分光镜后分别进入测量系统和显微成像系统，所述分光镜为透射
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反射镜。。
[0006]所述激光束经分光镜后分别进入测量系统和显微成像系统，所述分光镜为透射
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反射镜，分光镜位于4f相位相干成像系统的傅里叶平面之后。
[0007]优选地，所述显微成像系统包括显微成像透镜组和成像元件，显微成像透镜组为可调节成像比例的显微成像透镜组，所述显微成像透镜组至少包含2个透镜。
[0008]优选地，所述4f相位相干测量装置傅里叶平面之前的部分为激光束调制系统，至少包括相位光阑和第一凸透镜，所述相位光阑到第一凸透镜的距离等于第一凸透镜的焦距。
[0009]优选地，所述测量系统至少包括第二透镜和数据记录元件，所述数据记录元件到第二凸透镜的距离等于第二凸透镜的焦距；所述成像元件和/或数据记录元件为CCD、LCoS、或DMD中的一种。
[0010]优选地，在所述激光束调制系统与所述分光镜之间还设置有反光镜。
[0011]优选地，所述4f相位相干测量装置傅里叶平面位置为载物平台，所述载物平台为三维可调节支架，调整精度为0.1微米，调整范围为0～20毫米，优选的，载物平台调整精度为10nm，调整范围为0～2毫米。
[0012]优选地，还包括一辅助调焦系统，辅助调焦系统包括照明光源，小孔及透反射镜，所述透反射镜设置在数据记录元件与第二凸透镜之间，小孔经透反射镜和第二凸透镜成像在所述4f相位相干成像系统的傅里叶平面位置上。
[0013]本专利技术还提供一种基于4f相位相干成像系统的非线性光学参数的测量方法，包括：
[0014]步骤a)，获取激光束参考信息，
[0015]步骤b)，获取待测样品调制后的激光束信息，
[0016]步骤c)，对激光束参考信息与待测样品调制后的激光束信息进行运算得到非线性光学参数。
[0017]优选地，所述步骤a)在步骤b)之前或之后。
[0018]优选地，所述测量系统至少包括第二凸透镜和数据记录元件。
[0019]优选地，所述步骤a)为未放置待测样品时，数据记录元件获取激光束参考信息，所述激光束参考信息为第一激光光斑
[0020]优选地，所述步骤b)为放置样品后，经显微成像系统选定合适位置后，数据记录元件获取待测样品调制后的激光束信息，所述待测样品调制后的激光束信息为第二激光光斑。
[0021]优选地，所述测量方法在步骤b)之前还包括步骤d)，放置样品，通过辅助调焦系统调整载物平台位置，使样品成像。
[0022]本专利技术在4f相位相干成像系统的基础增设了显微成像系统，可以通过显微成像系统观察待测样品可测试范围，以及激光束在待测样品上的光斑的动态过程，扩展了待测样品的尺寸范围，使得毫米以下乃至微米以下的样品的光学参数得到精确测量。由于可以观察到待测样品可测试范围，并可以选择光斑在待测样品上的位置，因此能够确保测试数据的准确性，极大的减小了测量误差。
附图说明
[0023]附图1为本专利技术一实施例的测量装置示意图；
[0024]附图2为本专利技术另一实施例的测量装置示意图；
[0025]附图3为本专利技术一实施例中相位光阑调制后激光束信息的光斑示意图；
[0026]附图4为本专利技术一实施例中待测样品调制后的激光束信息的光斑示意图；
[0027]附图5为本专利技术另一实施例的测量装置示意图。
[0028]其中：
[0029]1激光束；2相位光阑；3第一凸透镜；4反射镜；5载物平台；6分光镜；7第一显微透镜；8第二显微透镜；9成像元件；10第二凸透镜；11数据记录元件；12辅助调焦系统；12
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1透反射镜；12
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2小孔；12
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3照明光源
具体实施方式
[0030]有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考图式的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术。下面结合附图对本专利技术作进一步详细的说明：
[0031]如图1所示，为本专利技术一实施例中基于4f相位相干成像系统的非线性光学参数的测量装置的示意图。测量装置包括相位光阑2，第一凸透镜3，载物平台5，透射
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反射镜6，第一显微透镜7，第二显微透镜8，成像装置9，第二凸透镜10，数据记录元件11；第一凸透镜3和第二凸透镜10的焦距均为f，其中，相位光阑2与第一凸透镜3构成激光束调制系统；第二凸透镜10和数据记录元件11测量系统；第一显微透镜7和第二显微透镜8构成显微成像透镜组，显微成像透镜组和成像元件9构成显微成像系统，其中，显微成像透镜组的成像比例范围为1～0.1。成像元件9与数据记录元件11可分别为CCD、LCoS、或DMD中的一种，这里仅为示例，并不局限于此。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于4f相位相干成像系统的非线性光学参数的测量装置，包括激光束调制系统，测量系统和分光镜，激光束调制系统与测量系统构成4f相位相干成像系统，其特征在于，测量装置还包括显微成像系统，激光束经所述分光镜后分别进入测量系统和显微成像系统，所述分光镜为透射
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反射镜。2.根据权利要求1所述的基于4f相位相干成像系统的非线性光学参数的测量装置，其特征在于，所述分光镜位于4f相位相干成像系统的傅里叶平面之后。3.根据权利要求1所述的基于4f相位相干成像系统的非线性光学参数的测量装置，其特征在于，所述显微成像系统包括显微成像透镜组和成像元件。4.根据权利要求3所述的基于4f相位相干成像系统的非线性光学参数的测量装置，其特征在于，所述显微成像透镜组为可调节成像比例的显微成像透镜组，所述显微成像透镜组至少包含2个透镜。5.根据权利要求1所述的基于4f相位相干成像系统的非线性光学参数的测量装置，其特征在于，所述4f相位相干成像系统的傅里叶平面之前的部分为激光束调制系统，至少包括相位光阑和第一凸透镜。6.根据权利要求5所述的基于4f相位相干成像系统的非线性光学参数的测量装置，其特征在于，所述相位光阑到第一凸透镜的距离等于第一凸透镜的焦距。7.根据权利要求1所述的基于4f相位相干成像系统的非线性光学参数的测量装置，其特征在于，所述测量系统至少包括第二凸透镜和数据记录元件，所述数据记录元件到第二凸透镜的距离等于第二凸透镜的焦距。8.根据权利要求1所述的基于4f相位相干成像系统的非线性光学参数的测量装置，其特征在于，在所述激光束调制系统与所述分光镜之间还设置有反光镜。9.根据权利要求1所述的基于4f相位相干成像系统的非线性光学参数的测量装置，其特征在于，所述4f相位相干成像系统的傅里叶平面位置为载物平台。10.根据权利要求7所述的基于4f相位相干成像...

【专利技术属性】
技术研发人员：储祥勇，宋瑛林，杨勇，
申请(专利权)人：苏州微纳激光光子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：