一种可测量晶体的群折射率和厚度的折射仪及其工作方法技术

本发明专利技术提供一种可测量晶体厚度和群折射率的折射仪及其工作方法，其中可测量晶体厚度和群折射率的折射仪包括光路依次连接的光源、光纤准直器、2

【技术实现步骤摘要】
一种可测量晶体的群折射率和厚度的折射仪及其工作方法
[0001]
：本专利技术涉及一种可测量晶体的群折射率和厚度的折射仪及其工作方法。
[0002]
技术介绍
：传统的群折射率测量仪器有测量精度高的优点，但存在体积大的问题，且对测量晶体的条件要求苛刻。
[0003]
技术实现思路
：为了克服现有折射仪的缺点，本专利技术提出一种可测量晶体的群折射率和厚度的折射仪及其工作方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种可测量晶体的群折射率和厚度的折射仪，其特征在于：包括上位机、第一透镜、样品、第一反射镜、第二反射镜、第二透镜、2
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2光纤耦合器、光纤准直器、光源、狭缝、第三反射镜、光栅、柱透镜、CCD相机；所述2
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2光纤耦合器的第一端口的光路依次经过光源和光纤准直器，所述2
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2光纤耦合器的第二端口的光路依次经过第一透镜、样品和第一反射镜，所述2
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2光纤耦合器的第三端口的光路依次经过第二透镜和第二反射镜，所述2
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2光纤耦合器的第四端口的光路依次经过狭缝、第三反射镜连接、光栅、柱透镜和CCD相机，所述CCD相机与上位机电性连接；光源所发射出的光经过光纤准直器准直成一束平行光；该平行光经过2
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2光纤耦合器，被分成等功率的两束光，一束为样品光，一束为参考光；样品光经过第一透镜聚焦到样品上，然后透过样品射向第一反射镜，参考光透过第二透镜射向第二反射镜；当两束具有一定光程差的光重合时产生干涉；产生的干涉信号被所述光栅按波长展开并被一CCD相机所补获；通过上位机分析CCD相机所捕获的干涉信号，进行计算处理，从而获取样品的群折射率及厚度。
[0005]进一步的，从2
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2光纤耦合器第四端口输出的光经过狭缝射向第三反射镜，然后经过第三反射镜反射后射向光栅，而后经过柱透镜和CCD相机。
[0006]本专利技术还提供了一种基于上述可测量晶体的群折射率和厚度的折射仪的工作方法，包括以下步骤：步骤S1：由光源所发射出的光经过光纤准直器准直成一束平行光；步骤S2：该平行光经过光纤耦合器分成功率相等的两束光，一束为样品光，一束为参考光；样品光依次穿过第一透镜、样品，射向第一反射镜，参考光穿过第二透镜，射向第二反射镜；当两束具有一定光程差的光重合时产生干涉；步骤S3：产生的干涉信号被一刻线光栅按波长展开并被一CCD相机所捕获，由于CCD相机感应到的是平均光强，在两束光的相位差始终不变的情况下，两束光叠加后的光强可表示为：式中，和为光波的振幅，为光波的相位差，和为两束光的光强，n为光在传播介质中的折射率，和分别为两束光从光源到相遇点的光程；
步骤S4：对干涉信号进行进行快速傅里叶变换，获得样品一个轴向的信息，分析轴向信息干涉条纹的周期数以确定样品及反射镜的相对位置；步骤S5：获取无样品摆放时的干涉信号，记录反射镜产生的干涉信号周期数信息a，获取样品摆放的干涉信号，排除由于自相干引起的信号，记录由于样品上表面产生的干涉信号周期数信息b，样品下表面产生的干涉信号周期数信息c、反射镜产生的干涉信号周期数信息d；通过两个干涉信息分析周期数变化，得到待测样品的厚度值，待测样品的厚度值计算可表示为：为：为：式中，T为待测样品厚度值，为有无样品情况下反射镜的周期数值差值，为待测物体前后表面反射光信号的周期数差值，f为折射仪的分辨率，为空气的折射率。
[0007]步骤S6：分析样品摆放时的干涉信号，通过系统分辨率得出两束光的光程差，从而得到待测样品的群折射率：式中，n为待测样品的群折射率。
[0008]与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：相对于传统常见的折射仪，本专利技术能在保证仪器结构简单、体积较小、操作方便的前提下，达到高精度、无接触式的测量，对测量样品要求小，且在测量群折射率的同时，还能同时测量出样品的厚度值。
[0009]附图说明：图1是本专利技术结构的原理图；图2是本专利技术实施例在无样品情况的干涉结果图像；图3是本专利技术实施例在有样品情况的干涉结果图像；图中 上位机，2.第一透镜，3.样品，4.第一反射镜，5.第二反射镜，6.第二透镜，7.2
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2光纤耦合器，8.光纤准直器，9.光源，10.狭缝，11.第三反射镜，12.光栅，13.柱透镜，14.CCD相机。
[0010]具体实施方式：下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步解释说明。
[0011]针对传统折射仪无法同时满足高精度和仪器结构简单、操作方便的条件，且对检测材料存在破坏可能性的背景下，提出了一种高精度、无接触且设备简单操作便捷可同时测量晶体群折射率和厚度的折射仪。
[0012]本专利技术一实施例的结构原理示意图参见图1。
[0013]一种可测量晶体的群折射率和厚度的折射仪，包括上位机1、第一透镜2、样品3、第一反射镜4、第二反射镜5、第二透镜6、2
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2光纤耦合器7、光纤准直器8、光源9、狭缝10、第三反射镜11、光栅12、柱透镜13、CCD相机14；所述2
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2光纤耦合器7的第一端口的光路依次经过光源9和光纤准直器8，所述2
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2光纤耦合器7的第二端口的光路依次经过第一透镜2、样
品3和第一反射镜4，所述2
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2光纤耦合器7的第三端口的光路依次经过第二透镜6和第二反射镜5，所述2
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2光纤耦合器的第四端口的光路依次经过狭缝10、第三反射镜11连接、光栅12、柱透镜13和CCD相机14，所述CCD相机14与上位机1电性连接；光源所发射出的光经过光纤准直器准直成一束平行光；该平行光经过2
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2光纤耦合器，被分成等功率的两束光，一束为样品光，一束为参考光；样品光经过第一透镜聚焦到样品上，然后透过样品射向第一反射镜，参考光透过第二透镜射向第二反射镜；当两束具有一定光程差的光重合时产生干涉；产生的干涉信号被所述光栅按波长展开并被一CCD相机所补获；通过上位机分析CCD相机所捕获的干涉信号，进行计算处理，从而获取样品的群折射率及厚度。
[0014]进一步的，从2
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2光纤耦合器第四端口输出的光经过狭缝射向第三反射镜11，然后经过第三反射镜11反射后射向光栅12，而后经过柱透镜13和CCD相机14。
[0015]本实施例还提供了一种基于上文所述的可消除OCT共轭镜像的定相差双路线阵谱域OCT装置的方法，包括以下步骤：步骤S1：由光源所发射出的光经过光纤准直器准直成一束平行光；步骤S3：产生的干涉信号被一刻线光栅按波长展开并被一CCD相机所捕获，由于CCD相机感应到的是平均光强，在两束光的相位差始终不变的情况下，两束光叠加后的光强可表示为：式中，和为光波的振幅，为光波的相位差，和为两束光的光强，n为光在传播介质中的折射率，和分别为两束光从光源到相遇点的光程。
[0016]步骤S4：对干涉信号进行进行快速傅里叶变换，获得样品一个轴向的信息，分析轴向信息干涉条纹的周期数以确定样品及反射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可测量晶体的群折射率和厚度的折射仪，其特征在于：包括上位机、第一透镜、样品、第一反射镜、第二反射镜、第二透镜、2
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2光纤耦合器、光纤准直器、光源、狭缝、第三反射镜、光栅、柱透镜、CCD相机；所述2
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2光纤耦合器的第一端口的光路依次经过光源和光纤准直器，所述2
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2光纤耦合器的第二端口的光路依次经过第一透镜、样品和第一反射镜，所述2
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2光纤耦合器的第三端口的光路依次经过第二透镜和第二反射镜，所述2
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2光纤耦合器的第四端口的光路依次经过狭缝、第三反射镜连接、光栅、柱透镜和CCD相机，所述CCD相机与上位机电性连接；光源所发射出的光经过光纤准直器准直成一束平行光；该平行光经过2
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2光纤耦合器，被分成等功率的两束光，一束为样品光，一束为参考光；样品光经过第一透镜聚焦到样品上，然后透过样品射向第一反射镜，参考光透过第二透镜射向第二反射镜；当两束具有一定光程差的光重合时产生干涉；产生的干涉信号被所述光栅按波长展开并被一CCD相机所补获；通过上位机分析CCD相机所捕获的干涉信号，进行计算处理，从而获取样品的群折射率及厚度。2.根据权利要求1所述可测量晶体的群折射率和厚度的折射仪，其特征在于：从2
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2光纤耦合器第四端口输出的光经过狭缝射向第三反射镜，然后经过第三反射镜反射后射向光栅，而后经过柱透镜和CCD相机。3.一种基于权利要求1所述可测量晶体的群折射率和...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟舜聪，谢宇昆，张秋坤，林杰文，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：