空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光谱探测技术领域，具体而言涉及空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置和方法，包括：激光器，用于发射激光光束；沿激光光束至待测目标光路上依次设置的1/2波片、液晶偏振旋转器、二向色滤光片和成像物镜；空间外差双路型干涉模块，设置到待测目标与二向色滤光片的透射光路；控制器；其中，所述液晶偏振旋转器与所述控制器相连。本发明专利技术采用液晶偏振旋转器替代传统的旋转偏振片和波片，光学元件数量较少，且内部无机械运动部件，实现对激发用激光信号和Stokes拉曼光谱的偏振调制，调制速度快，结构稳定，鲁棒性好；此外采用空间外差干涉双路型干涉模块实现两种垂直偏振态拉曼光谱同步探测，提高探测效率。提高探测效率。提高探测效率。

【技术实现步骤摘要】
空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置和方法


[0001]本专利技术涉及光谱探测
，具体而言涉及空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置和方法。

技术介绍

[0002]偏振拉曼光谱仪能够获取待测目标的垂直偏振态的拉曼光谱信息，进而可以计算相互垂直的两个偏振态拉曼光谱，从中可以分析不同物质分子结构的极化状态，可以实现对多种晶体的晶格结构极化特性测试，广泛用于多种材料的化学和物理特性分析。
[0003]通常采用旋转线偏振片、波片、偏振分束棱镜的方法进行偏振调制，单次只能测试一种偏振态的拉曼光谱信号，要完成四个偏振态拉曼光谱的探测，需要测试四次，探测时间长；此外，采用机械结构进行调节，转动的机械结构增加偏振拉曼光谱仪的复杂度和控制复杂性，降低系统的鲁棒性和稳定性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷与不足，本专利技术目的在于，采用液晶偏振旋转器替代传统的旋转偏振片和波片，实现对激发用激光信号和Stokes拉曼光谱的偏振调制，调制速度快，内部无机械运动部件，结构稳定，鲁棒性好。
[0005]本专利技术提出一种空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置，包括：
[0006]激光器，用于发射激光光束；
[0007]沿激光光束至待测目标光路上依次设置的1/2波片、液晶偏振旋转器、二向色滤光片和成像物镜；
[0008]空间外差双路型干涉模块，设置到待测目标与二向色滤光片的透射光路；
[0009]控制器；
[0010]其中，所述液晶偏振旋转器与所述控制器相连，所述液晶偏振旋转器被设置成能被控制器所控制调制激光偏振方向，使射入所述空间外差双路型干涉模块的拉曼光谱处于不同的偏振方向。
[0011]优选的，所述液晶偏振旋转器响应于所述控制器，能够将入射激光的偏振方向进行调节，其中，调节范围为0
°
～90
°
。
[0012]优选的，所述空间外差双路型干涉模块包括第一分束镜、反射镜、反射光栅、第二分束镜、第一偏振片、第二偏振片、第一面阵相机和第二面阵相机构成；
[0013]其中，所述第一分束镜使入射光分为两路相干光，第一路相干光经过反射镜反射后经过第二分束镜形成第一干涉光束和第二干涉光束，第二路相干光经过反射光栅反射后经过第二分束镜形成第三干涉光束和第四干涉光束，其中第一干涉光束与第四干涉光束同时经过第一偏振片后在第一面阵相机上形成干涉条纹，第二干涉光束与第三干涉光束同时经过第二偏振片后在第二面阵相机上形成干涉条纹。
[0014]优选的，所述第一面阵相机、第二面阵相机与控制器相连，使获得的干涉条纹被所
述控制器反演得到拉曼光谱，其中第一面阵相机得到偏振拉曼光谱SP(0
°‑
90
°
，0
°
)；第二面阵相机得到偏振拉曼光谱SP(0
°‑
90
°
，90
°
)。
[0015]优选的，所述1/2波片用于将激光器出射激光偏振方调节到0
°
。
[0016]优选的，所述第一偏振片的通光轴方向调节在0
°
，第二偏振片的通光轴方向调节在90
°
。
[0017]优选的，所述二向色滤光片被设置成能反射激光器发出的激光，并透射待测目标受激产生的Stokes拉曼光谱。
[0018]优选的，所述二向色滤光片和空间外差双路型干涉模块之间设有拉曼滤光片，所述拉曼滤光片用于滤除待测目标所激发出的Stokes拉曼光谱中的瑞利散射噪声。
[0019]本专利技术第二方面提出一种技术方案，一种空间外差双路型偏振拉曼光谱测试方法，使用上述的空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置，包括以下步骤：
[0020]步骤1、调节参数：使经过1/2波片的激光偏振方向为0
°
，通过控制器控制液晶偏振旋转器，使经过液晶偏振旋转器的激光偏振方向调制到0
°
；
[0021]步骤2、发射激光：激光器发射出激光，经1/2波片、液晶偏振旋转器的调制后经二向色镜反射到成像物镜，然后聚焦到待测目标上，使目标激发出的Stokes拉曼光谱能够透射过二向色镜后进入空间外差双路型干涉模块；
[0022]步骤3、分束光谱：Stokes拉曼光谱经过第一分束镜后形成两路相干光，第一路相干光经过反射镜反射后经过第二分束镜形成第一干涉光束和第二干涉光束，第二路相干光经过反射光栅反射后经过第二分束镜形成第三干涉光束和第四干涉光束，所形成的干涉光束在面阵相机上形成干涉条纹，并被控制器反演得到第一拉曼光谱；
[0023]步骤4、偏振方向调制：控制器控制液晶偏振旋转器，使经过液晶偏振旋转器的激光偏振方向调制到90
°
，重复步骤2
‑
3，得到第二拉曼光谱。
[0024]优选的，在步骤3中，第一干涉光束与第四干涉光束同时经过第一偏振片后在第一面阵相机上形成干涉条纹，第二干涉光束与第三干涉光束同时经过第二偏振片后在第二面阵相机上形成干涉条纹；
[0025]第一面阵相机得到偏振拉曼光谱SP(0
°
，0
°
)；第二面阵相机得到偏振拉曼光谱SP(0
°
，90
°
)；
[0026]在步骤4中，其中第一面阵相机得到偏振拉曼光谱SP(90
°
，0
°
)；第二面阵相机得到偏振拉曼光谱SP(90
°
，90
°
)。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0028]本专利技术采用液晶偏振旋转器替代传统的旋转偏振片和波片，光学元件数量较少，且内部无机械运动部件，实现对激发用激光信号和Stokes拉曼光谱的偏振调制，调制速度快，结构稳定，鲁棒性好；此外采用空间外差干涉双路型干涉模块实现两种垂直偏振态拉曼光谱同步探测，提高探测效率。
附图说明
[0029]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：
[0030]图1是本专利技术实施例提供的空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置的结构示意图；
具体实施方式
[0031]为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
[0032]如图1所示的空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置，包括：沿光轴依次放置的激光器1、1/2波片2、液晶偏振旋转器3、成像物镜4、二向色滤光片5、拉曼滤光片6、空间外差型双路干涉模块7。
[0033]其中，为了实现两种垂直偏振态拉曼光谱同步探测，空间外差双路型干涉模块7由第一分束镜71、反射镜72、反射光栅73、第二分束镜74、第一偏振片75、第二偏振片76、第一面阵相机77和第二面阵相机7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置，其特征在于，包括：激光器，用于发射激光光束；沿激光光束至待测目标光路上依次设置的1/2波片(2)、液晶偏振旋转器(3)、二向色滤光片(5)和成像物镜(4)；空间外差双路型干涉模块(7)，设置到待测目标与二向色滤光片(5)的透射光路；控制器(8)；其中，所述液晶偏振旋转器(3)与所述控制器(8)相连，所述液晶偏振旋转器(3)被设置成能被控制器(8)所控制调制激光偏振方向，使射入所述空间外差双路型干涉模块(7)的拉曼光谱处于不同的偏振方向。2.根据权利要求1所述的空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置，其特征在于，所述液晶偏振旋转器(3)响应于所述控制器(8)，能够将入射激光的偏振方向进行调节，其中，调节范围为0
°
～90
°
。3.根据权利要求1所述的空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置，其特征在于，所述空间外差双路型干涉模块(7)包括第一分束镜(71)、反射镜(72)、反射光栅(73)、第二分束镜(74)、第一偏振片(75)、第二偏振片(76)、第一面阵相机(77)和第二面阵相机(78)构成；其中，所述第一分束镜(71)使入射光分为两路相干光，第一路相干光经过反射镜(72)反射后经过第二分束镜(74)形成第一干涉光束和第二干涉光束，第二路相干光经过反射光栅(73)反射后经过第二分束镜(74)形成第三干涉光束和第四干涉光束，其中第一干涉光束与第四干涉光束同时经过第一偏振片(75)后在第一面阵相机(77)上形成干涉条纹，第二干涉光束与第三干涉光束同时经过第二偏振片(76)后在第二面阵相机(78)上形成干涉条纹。4.根据权利要求3所述的空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置，其特征在于，所述第一面阵相机(77)、第二面阵相机(78)与控制器(8)相连，使获得的干涉条纹被所述控制器(8)反演得到拉曼光谱，其中第一面阵相机(77)得到偏振拉曼光谱SP(0
°‑
90
°
，0
°
)；第二面阵相机得到偏振拉曼光谱SP(0
°‑
90
°
，90
°
)。5.根据权利要求1所述的空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置，其特征在于，所述1/2波片(2)用于将激光器(1)出射激光偏振方调节到0
°
。6.根据权利要求3所述的空间外差双路型偏振拉曼光谱测试装置，其特征在于，所述第一偏振片(75)的通光轴方向调节在0
°
，第二偏振片(76)的通光轴方向调节在90
°
。7.根据权利要求1所述的空间外差双路...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛桂林，王周兵，孟鑫，王静静，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：