一种基于弹光调制干涉具的高速傅里叶光谱椭偏测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于椭偏测量装置技术领域，具体涉及一种基于弹光调制干涉具的高速傅里叶光谱椭偏测量装置，所述宽波段复色红外光源的光路方向上设置有第一偏振片，所述第一偏振片的光路方向上设置有样品，所述样品设置在载物台上，所述样品的反射光路上设置有第一可旋转补偿器，所述第一可旋转补偿器的光路方向上设置有第二偏振片，所述第二偏振片的光路方向上设置有高速弹光调制干涉具，所述高速弹光调制干涉具的光路方向上设置有第三偏振片，所述第三偏振片的光路方向上设置有高速宽波段探测器。本发明专利技术通过对高速弹光调制傅里叶光谱技术，结合对光谱椭偏技术，解决宽波段光谱椭偏测量速度慢的问题，实现了可见到红外宽波段，毫秒级光谱椭偏测量。光谱椭偏测量。光谱椭偏测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于弹光调制干涉具的高速傅里叶光谱椭偏测量装置


[0001]本专利技术属于椭偏测量装置
，具体涉及一种基于弹光调制干涉具的高速傅里叶光谱椭偏测量装置。

技术介绍

[0002]随着中红外技术的发展，尤其是军用红外材料，是军事装备的支撑技术之一，广泛应用于红外成像、侦查、跟踪、制导、对抗等场合，是现代装备不可或缺的材料。因此也推动了中红外波段的检测需要，尤其是高速检测，调高整体效率，对于中红外的块状材料或者纳米薄膜材料的物理性质(如，折射率、消光系数、介电函数等)以及结构性质(如，表面和界面膜层的膜层厚度、多组分材料的合金比例、分子振动、掺杂浓度等)的快速检测，是材料研究和应用的基本需求，也是红外材料研究领域必须解决的关键问题。
[0003]快速中红外光谱椭偏测量技术是解决这一问题的重要手段，该技术具有无破坏、高灵敏度、环境要求低等优点。目前可见近红外光谱椭偏技术比较成熟，且测量速度也有一定提高，但中红外波段受到传统傅里叶红外光谱测量系统由于动镜扫描时间的限制，导致中红外波段光谱椭偏测量速度慢。

技术实现思路

[0004]针对上述现有传统傅里叶红外光谱测量速度慢、中红外光谱椭偏速度慢的技术问题，导致红外波段椭偏无法在高速测试领域使用的技术问题，本专利技术提供了一种基于弹光调制干涉具的高速傅里叶光谱椭偏测量装置，结合傅里叶光谱技术及光谱椭偏技术，实时微秒级光谱椭偏分析。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种基于弹光调制干涉具的高速傅里叶光谱椭偏测量装置，包括宽波段复色红外光源、第一偏振片、样品、载物台、第一可旋转补偿器、第二偏振片、高速弹光调制干涉具、第三偏振片、高速宽波段探测器，所述宽波段复色红外光源的光路方向上设置有第一偏振片，所述第一偏振片的光路方向上设置有样品，所述样品设置在载物台上，所述样品的反射光路上设置有第一可旋转补偿器，所述第一可旋转补偿器的光路方向上设置有第二偏振片，所述第二偏振片的光路方向上设置有高速弹光调制干涉具，所述高速弹光调制干涉具的光路方向上设置有第三偏振片，所述第三偏振片的光路方向上设置有高速宽波段探测器。
[0007]所述第一偏振片采用0
°
偏振片，所述第二偏振片采用0
°
偏振片，所述第三偏振片采用90
°
偏振片。
[0008]所述第一偏振片、第二偏振片和第三偏振片均采用偏振棱镜、偏振分束镜或偏振镜片。
[0009]所述高速弹光调制干涉具采用45
°
高速弹光调制干涉具。
[0010]所述高速弹光调制干涉具包括高速压电驱动器、宽光谱弹光晶体、第一高反射率涂层和第二高反射率涂层，所述高速压电驱动器与宽光谱弹光晶体连接，所述第一高反射
率涂层设置在宽光谱弹光晶体的一侧，所述第二高反射率涂层设置在宽光谱弹光晶体的另一侧。
[0011]所述宽光谱弹光晶体的材料采用硒化锌，所述宽光谱弹光晶体的光谱范围为0.5μm
‑
25μm，所述高速弹光调制干涉具的调制频率f＝50kHz。
[0012]所述第一偏振片与样品之间设置有第二可旋转补偿器。
[0013]所述第一可旋转补偿器和第二可旋转补偿器分别与电机的输出轴连接。
[0014]一种基于弹光调制干涉具的高速傅里叶光谱椭偏测量装置的测量方法，包括下列步骤：被测光经过第二偏振片、高速弹光调制干涉具、第三偏振片组成高速傅里叶宽波段红外干涉具，第二偏振片对于椭偏测量为检偏作用，第二偏振片对于高速弹光调制干涉具为起偏作用，高速宽波段探测器完成高速干涉信号的采集。
[0015]所述高速宽波段探测器的测量方法为：被测光经过第二偏振片、高速弹光调制干涉具、第三偏振片组成高速傅里叶宽波段红外干涉具到达高速宽波段探测器的干涉信号为：
[0016][0017]其中，L0为高速弹光调制干涉具的最多调制光程差，ω＝2πft为高速弹光调制干涉具的调制频率，f为高速弹光调制干涉具的调制频率，σ为波数，σ1为光谱范围内最小波数，σ2为光谱范围内最大波数；
[0018]对高速宽波段探测器的干涉信号傅里叶变换获得被测的光谱为：
[0019][0020]其中，T＝1/f为高速弹光调制干涉具的调制周期。
[0021]本专利技术与现有技术相比，具有的有益效果是：
[0022]本专利技术通过对高速弹光调制傅里叶光谱技术，结合对光谱椭偏技术，解决宽波段光谱椭偏测量速度慢的问题，实现了可见到红外宽波段，毫秒级光谱椭偏测量。本专利技术较传统红外光谱椭偏测量时间高2
‑
3个数量级，还可根据测量需要调节弹光调制频率和补偿器旋转频率，实现更高速的光谱椭偏测量。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
[0024]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。
[0025]图1为本专利技术实施例一的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例二的结构示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例三的结构示意图；
[0028]图4为本专利技术实施例四的结构示意图；
[0029]图5为本专利技术高速弹光调制干涉具的结构示意图。
[0030]其中：1为宽波段复色红外光源，2为第一偏振片，3为样品，4为载物台，5为第一可旋转补偿器，6为第二偏振片，7为高速弹光调制干涉具，7
‑
1为高速压电驱动器，7
‑
2为宽光谱弹光晶体，7
‑
3为第一高反射率涂层，7
‑
4为第二高反射率涂层，8为第三偏振片，9为高速宽波段探测器，10为第二可旋转补偿器。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术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申请一部分实施例，而不是全部的实施例，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制；基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0032]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0033]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于弹光调制干涉具的高速傅里叶光谱椭偏测量装置，其特征在于：包括宽波段复色红外光源(1)、第一偏振片(2)、样品(3)、载物台(4)、第一可旋转补偿器(5)、第二偏振片(6)、高速弹光调制干涉具(7)、第三偏振片(8)、高速宽波段探测器(9)，所述宽波段复色红外光源(1)的光路方向上设置有第一偏振片(2)，所述第一偏振片(2)的光路方向上设置有样品(3)，所述样品(3)设置在载物台(4)上，所述样品(3)的反射光路上设置有第一可旋转补偿器(5)，所述第一可旋转补偿器(5)的光路方向上设置有第二偏振片(6)，所述第二偏振片(6)的光路方向上设置有高速弹光调制干涉具(7)，所述高速弹光调制干涉具(7)的光路方向上设置有第三偏振片(8)，所述第三偏振片(8)的光路方向上设置有高速宽波段探测器(9)。2.根据权利要求1所述的一种基于弹光调制干涉具的高速傅里叶光谱椭偏测量装置，其特征在于：所述第一偏振片(2)采用0
°
偏振片，所述第二偏振片(6)采用0
°
偏振片，所述第三偏振片(8)采用90
°
偏振片。3.根据权利要求1所述的一种基于弹光调制干涉具的高速傅里叶光谱椭偏测量装置，其特征在于：所述第一偏振片(2)、第二偏振片(6)和第三偏振片(8)均采用偏振棱镜、偏振分束镜或偏振镜片。4.根据权利要求1所述的一种基于弹光调制干涉具的高速傅里叶光谱椭偏测量装置，其特征在于：所述高速弹光调制干涉具(7)采用45
°
高速弹光调制干涉具。5.根据权利要求1所述的一种基于弹光调制干涉具的高速傅里叶光谱椭偏测量装置，其特征在于：所述高速弹光调制干涉具(7)包括高速压电驱动器(7
‑
1)、宽光谱弹光晶体(7
‑
2)、第一高反射率涂层(7
‑
3)和第二高反射率涂层(7
‑
4)，所述高速压电驱动器(7
‑
1)与宽光谱弹光晶体(7
‑
2)连接，所述第一高...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞，薛鹏，杨帅，李克武，王志斌，李孟委，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：