一种垂直单光学元件旋转矩阵成像装置的校准方法和系统制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种垂直单光学元件旋转矩阵成像装置的校准方法和系统。所述校准方法包括：按照初始设置参数设置第一补偿器和第二补偿器，并控制垂直式单光学元件旋转型穆勒矩阵成像的测量装置对校准样品的第一次检测，获得所述校准样品对应的第一全部光学性质参数矩阵；改变第一补偿器的初始设置参数，保持所述第二补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第二组检测，获取第二组检测信息；改变第二补偿器的初始设置参数，保持所述第一补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第三组检测，获取第三组检测信息；结合第一全部光学性质参数矩阵、第二组检测信息和第三组检测信息获取所述第一补偿器和第二补偿器的校准参数。获取所述第一补偿器和第二补偿器的校准参数。获取所述第一补偿器和第二补偿器的校准参数。

【技术实现步骤摘要】
一种垂直单光学元件旋转矩阵成像装置的校准方法和系统


[0001]本专利技术提出了一种垂直单光学元件旋转矩阵成像装置的校准方法和系统，属于光学实验校准


技术介绍

[0002]近年来，随着半导体器件、纳米材料、薄膜材料、纳米生物医学等
的迅速发展，各种功能性材料已由原有的二维平面结构变为复杂的三维立体结构，并且随着材料结构的改变，其固有的光学特性也必将发生变化。而光学参数作为各向异性材料最重要的光学性质，其能直接反映出材料的最终性能。因此，针对各向异性材料的光学性质进行高分辨、非破坏的精确测量具有十分重要的意义。现有材料的光学特性需要专门的基于光学元件的成像装置进行检测获取，但是，由于现有的基于光学元件的成像装置属于高精度的光学检测装置，需要在材料检测之前进行仪器校准，现有技术中针对基于光学元件的成像装置的校准往往是根据说明书进行器件位置和角度调试，但是，随着基于光学元件的成像装置的使用时间增加，其光学器件表面是存在老化等损耗的，导致光学元件的成像装置随着使用时间的增加，其校准误差越来越大，进而导致后续材料的检测结果误差随之增大的问题发生。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种垂直单光学元件旋转矩阵成像装置的校准方法和系统，用以解决现有基于光学元件的成像装置的校准忽略器件老化，导致校准误差随使用时间的增加而增大的问题，所采取的技术方案如下：一种垂直单光学元件旋转矩阵成像装置的校准方法，所述校准方法包括：按照初始设置参数设置第一补偿器和第二补偿器，并控制垂直式单光学元件旋转型穆勒矩阵成像的测量装置对校准样品的第一次检测，获得所述校准样品对应的第一全部光学性质参数矩阵；改变第一补偿器的初始设置参数，保持所述第二补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第二组检测，获取第二组检测信息；改变第二补偿器的初始设置参数，保持所述第一补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第三组检测，获取第三组检测信息；结合第一全部光学性质参数矩阵、第二组检测信息和第三组检测信息获取所述第一补偿器和第二补偿器的校准参数。
[0004]进一步地，按照初始设置参数设置第一补偿器和第二补偿器，并控制垂直式单光学元件旋转型穆勒矩阵成像的测量装置对校准样品的第一次检测，获得所述校准样品对应的第一全部光学性质参数矩阵，包括：提取所述第一补偿器的初始设置参数和第二补偿器的初始设置参数；利用垂直式单光学元件旋转型穆勒矩阵成像的测量装置按照第一补偿器的初始
设置参数和第二补偿器的初始设置参数进行校准样品的第一次检测，获取所述校准样品对应的第一全部光学性质参数矩阵；其中，所述第一补偿器为设有固定旋转角度的高精度旋转台并安装有消色差四分之一波片的装置；所述第二补偿器为设定以恒定速度匀速旋转的高精度旋转台并安装有消色差四分之一波片的装置。
[0005]进一步地，改变第一补偿器的初始设置参数，保持所述第二补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第二组检测，获取第二组检测信息，包括：改变第一补偿器的初始设置参数为第一设置参数，保持所述第二补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第二次检测，获取第二全部光学性质参数矩阵；改变第一补偿器的初始设置参数为第二设置参数，保持所述第二补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第三次检测，获取第三全部光学性质参数矩阵；其中，所述第二全部光学性质参数矩阵和第三全部光学性质参数矩阵即为所述第二组检测信息；并且，所述第一设置参数和第二设置参数的参数取值如下：其中，ω1和ω2分别表示第一设置参数和第二设置参数对应的第一补偿器的固定旋转角度；ω0表示所述第一补偿器的初始设置参数对应的固定旋转角度；Q表示调节系数；e0表示预设的允许误差范围最大值；e
1i
表示第一全部光学性质参数矩阵中每个元素相较于所述校准样品的已知的全部光学性质参数矩阵中每个元素之间的实际误差值；k表示全部光学性质参数矩阵中的元素数量；e
2i
表示第二全部光学性质参数矩阵中每个元素相较于所述第一全部光学性质参数矩阵中每个元素之间的实际误差值；h表示所述垂直单光学元件旋转矩阵成像装置中存在的两个光学器件之间的光路数量；L
i
表示第i个光路对应的光程长度；L
0i
表示第i个光路对应的能够实现功能所需的最短光程；L
d
表示预设的单位光程；ΔE表示光路中每增加一个单位的单位光程对应的光量损耗量；E
ci
表示第i个光路对应的起始光量；n表示所述垂直单光学元件旋转矩阵成像装置存在的反射次数；m表示所述垂直单光学元件旋转矩阵成像装置存在的透射次数；F
i
表示光学元件在第i次反射过程中的反射率；T
i
表示光学元件在第i次反射过程中的透射率；F
j
表示光学元件在第j次透射过程中的反射率；T
j
表示光学元件在第j次透射过程中的透射率。
[0006]进一步地，改变第二补偿器的初始设置参数，保持所述第一补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第三组检测，获取第三组检测信息，包括：改变第二补偿器的初始设置参数为第三设置参数，保持所述第一补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第四次检测，获取第四全部光学性质参数矩阵；改变第二补偿器的初始设置参数为第四设置参数，保持所述第一补偿器的初始设
置参数不变，进行校准样品的第五次检测，获取第五全部光学性质参数矩阵；其中，所述第四全部光学性质参数矩阵和第五全部光学性质参数矩阵即为所述第三组检测信息；并且，所述第三设置参数和第四设置参数的参数取值如下：其中，V1和V2分别表示第三设置参数和第四设置参数对应的第二补偿器的恒定旋转速度；V0表示所述第二补偿器的初始设置参数对应的恒定旋转速度；Q表示调节系数；e0表示预设的允许误差范围最大值；e
1i
表示第一全部光学性质参数矩阵中每个元素相较于所述校准样品的已知的全部光学性质参数矩阵中每个元素之间的实际误差值；k表示全部光学性质参数矩阵中的元素数量；e
4i
表示第四全部光学性质参数矩阵中每个元素相较于所述第一全部光学性质参数矩阵中每个元素之间的实际误差值；h表示所述垂直单光学元件旋转矩阵成像装置中存在的两个光学器件之间的光路数量；L
i
表示第i个光路对应的光程长度；L
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表示第i个光路对应的能够实现功能所需的最短光程；L
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表示预设的单位光程；ΔE表示光路中每增加一个单位的单位光程对应的光量损耗量；E
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表示第i个光路对应的起始光量；n表示所述垂直单光学元件旋转矩阵成像装置存在的反射次数；m表示所述垂直单光学元件旋转矩阵成像装置存在的透射次数；F
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表示光学元件在第i次反射过程中的反射率；T
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表示光学元件在第i次反射过程中的透射率；F
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表示光学元件在第j次透射过程中的反射率；T
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表示光学元件在第j次透射过程中的透射率。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垂直单光学元件旋转矩阵成像装置的校准方法，其特征在于，所述校准方法包括：按照初始设置参数设置第一补偿器和第二补偿器，并控制垂直式单光学元件旋转型穆勒矩阵成像的测量装置对校准样品的第一次检测，获得所述校准样品对应的第一全部光学性质参数矩阵；改变第一补偿器的初始设置参数，保持所述第二补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第二组检测，获取第二组检测信息；改变第二补偿器的初始设置参数，保持所述第一补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第三组检测，获取第三组检测信息；结合第一全部光学性质参数矩阵、第二组检测信息和第三组检测信息获取所述第一补偿器和第二补偿器的校准参数。2.根据权利要求1所述校准方法，其特征在于，按照初始设置参数设置第一补偿器和第二补偿器，并控制垂直式单光学元件旋转型穆勒矩阵成像的测量装置对校准样品的第一次检测，获得所述校准样品对应的第一全部光学性质参数矩阵，包括：提取所述第一补偿器的初始设置参数和第二补偿器的初始设置参数；利用垂直式单光学元件旋转型穆勒矩阵成像的测量装置按照第一补偿器的初始设置参数和第二补偿器的初始设置参数进行校准样品的第一次检测，获取所述校准样品对应的第一全部光学性质参数矩阵；其中，所述第一补偿器为设有固定旋转角度的高精度旋转台并安装有消色差四分之一波片的装置；所述第二补偿器为设定以恒定速度匀速旋转的高精度旋转台并安装有消色差四分之一波片的装置。3.根据权利要求1所述校准方法，其特征在于，改变第一补偿器的初始设置参数，保持所述第二补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第二组检测，获取第二组检测信息，包括：改变第一补偿器的初始设置参数为第一设置参数，保持所述第二补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第二次检测，获取第二全部光学性质参数矩阵；改变第一补偿器的初始设置参数为第二设置参数，保持所述第二补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第三次检测，获取第三全部光学性质参数矩阵；其中，所述第二全部光学性质参数矩阵和第三全部光学性质参数矩阵即为所述第二组检测信息；并且，所述第一设置参数和第二设置参数的参数取值如下：其中，ω1和ω2分别表示第一
设置参数和第二设置参数对应的第一补偿器的固定旋转角度；ω0表示所述第一补偿器的初始设置参数对应的固定旋转角度；Q表示调节系数；e0表示预设的允许误差范围最大值；e
1i
表示第一全部光学性质参数矩阵中每个元素相较于所述校准样品的已知的全部光学性质参数矩阵中每个元素之间的实际误差值；k表示全部光学性质参数矩阵中的元素数量；e
2i
表示第二全部光学性质参数矩阵中每个元素相较于所述第一全部光学性质参数矩阵中每个元素之间的实际误差值；h表示所述垂直单光学元件旋转矩阵成像装置中存在的两个光学器件之间的光路数量；L
i
表示第i个光路对应的光程长度；L
0i
表示第i个光路对应的能够实现功能所需的最短光程；L
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表示预设的单位光程；ΔE表示光路中每增加一个单位的单位光程对应的光量损耗量；E
ci
表示第i个光路对应的起始光量；n表示所述垂直单光学元件旋转矩阵成像装置存在的反射次数；m表示所述垂直单光学元件旋转矩阵成像装置存在的透射次数；F
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表示光学元件在第i次反射过程中的反射率；T
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表示光学元件在第i次反射过程中的透射率；F
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表示光学元件在第j次透射过程中的反射率；T
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表示光学元件在第j次透射过程中的透射率。4.根据权利要求1所述校准方法，其特征在于，改变第二补偿器的初始设置参数，保持所述第一补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第三组检测，获取第三组检测信息，包括：改变第二补偿器的初始设置参数为第三设置参数，保持所述第一补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第四次检测，获取第四全部光学性质参数矩阵；改变第二补偿器的初始设置参数为第四设置参数，保持所述第一补偿器的初始设置参数不变，进行校准样品的第五次检测，获取第五全部光学性质参数矩阵；其中，所述第四全部光学性质参数矩阵和第五全部光学性质参数矩阵即为所述第三组检测信息；并且，所述第三设置参数和第四设置参数的参数取值如下：其中，V1和V2分别表示第三设置参数和第四设置参数对应的第二补偿器的恒定旋转速度；V0表示所述第二补偿器的初始设置参数对应的恒定旋转速度；Q表示调节系数；e0表示预设的允许误差范围最大值；e
1i
表示第一全部光学性质参数矩阵中每个元素相较于所述校准样品的已知的全部光学性质参数矩阵中每个元素之间的实际误差值；k表示全部光学性质参数矩阵中的元素数量；e
4i
表示第四全部光学性质参数矩阵中每个元素相较于所述第一全部光学性质参数矩阵中每个元素之间的实际误差值；h表示所述垂直单光学元件旋转矩阵成像装置中存在的两个光学器件之间的光路数量；L
i
表示第i个光路对应的光程长度；L
0i
表示第i个光路对应的能够实现功能所需的最短光程；L
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表示预设的单位光程；ΔE表示光路中每增加一个单位的单位光程
对应的光量损耗量；E
ci
表示第i个光路对应的起始光量；n表示所述垂直单光学元件旋转矩阵成像装置存在的反射次数；m表示所述垂直单光学元件旋转矩阵成像装置存在的透射次数；F
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表示光学元件在第i次反射过程中的反射率；T
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表示光学元件在第i次反射过程中的透射率；F
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表示光学元件在第j次透射过程中的反射率；T
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表示光学元件在第j次透射过程中的透射率。5.根据权利要求1所述校准方法，其特征在于，结合第一全部光学性质参数矩阵、第二组检测信息和第三组检测信息获取所述第一补偿器和第二补偿器的校准参数，包括：分别提取第一全部光学性质参数矩阵、第二组检测信息和第三组检测信息；利用所述第一全部光学性质参数矩阵和第二组检测信息获取第一补偿...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔晓燕，冯晓薇，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：