本发明专利技术公开一种复合波片快轴垂直度调节装置以及应用该装置的调节方法，调节装置包括偏振光源、反馈控制系统，偏振光源出射的平行线偏振光依次通过共传输轴放置的第一转盘、第二转盘、检偏器、光电探测器，第一转盘和第一电机连接，第二转盘和第二电机连接；反馈控制系统同光电探测器、第一电机、第二电机相连实现采集分析光电流数据并反馈控制第一电机和第二电机的旋转状态；所述第一转盘和第二转盘为中空结构，所述第一转盘中空结构内设置有固定第一波片的定位装置，所述第二转盘中空结构内设置有固定第二波片的定位装置；采用本发明专利技术装置针对复合波片快轴垂直度测量的精度高、测量速度快且简便易行。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种复合波片快轴垂直度调节装置以及应用该装置的调节方法，调节装置包括偏振光源、反馈控制系统，偏振光源出射的平行线偏振光依次通过共传输轴放置的第一转盘、第二转盘、检偏器、光电探测器，第一转盘和第一电机连接，第二转盘和第二电机连接；反馈控制系统同光电探测器、第一电机、第二电机相连实现采集分析光电流数据并反馈控制第一电机和第二电机的旋转状态；所述第一转盘和第二转盘为中空结构，所述第一转盘中空结构内设置有固定第一波片的定位装置，所述第二转盘中空结构内设置有固定第二波片的定位装置；采用本专利技术装置针对复合波片快轴垂直度测量的精度高、测量速度快且简便易行。【专利说明】
本专利技术提出一种复合波片快轴调节装置及其调节方法，特别是一种用于调节复合波片中各单个波片之间的快轴垂直度的高精度反馈调节装置及其调节方法，属于偏振光学检测领域。
技术介绍
波片常用作椭偏测量或光学测量中光信号偏振态的变换器件，它的特性常会对测量结果产生很大的影响。从组成结构和使用方法上看，波片可分为单个波片(以下简称单波片)和复合波片两大类；复合波片通常由两个或两个以上多级波片组成，其中相邻波片间的快轴相互垂直，即将一个波片的快轴与另一个相邻波片的慢轴相互平行，以得到所需的O~π相位延迟量的胶合波片。与单波片相比，复合波片具有更高的精度，甚至可以消除波片本身的色差，因此在光学仪器设计与光学测量中获得了广泛应用，例如基于旋转补偿器，即可旋转的复合双波片的广义椭偏仪已经在薄膜和纳米材料测量领域大显身手。其中，两个旋转补偿器的工作性能对广义椭偏仪的整机特性有重要影响，其设计、对准及标定将直接影响到整个仪器的测量精度。期刊【Thin Solid Films，455-456，14 - 23 (2004)】提到，在椭偏仪的设计制造过程中，必须保证所用到的每个旋转补偿器，即复合波片中两单波片的快轴严格垂直，否则会引起经过旋转补偿器的相位差产生高频振荡实际生产应用中，复合波片的快轴垂直度的调节方式分手动调节和电动调节两种。手动调节高度依赖于操作人员的经验；以复合双波片为例，首先固定其中一个单波片，然后手动旋转另一单波片，当肉眼观察到复合波片的实际相位延迟接近理想值时，即认为调节完毕。这种方式虽然操作过程相对简单，但快轴垂直度的精度难以保证，在精度要求较高的场合往往难以满足实际精度要求。期刊 【J.0pt.Soc.Am.A, 18，1980 (2001)】提到，电动对准方面，美国宾夕法尼亚州立大学的Collins等人借助于旋转检偏器式椭偏仪来实现复合双波片的快轴垂直度调节该方法将复合双波片看作特殊的测试样品并测量、计算其复合相位差，以此来指导调节双波片快轴的相对位置，尽管调节精度较高，但是调节过程相对复杂，且最终的调节精度与操作人员的经验有较大关系。此外，中国专利CN201110350098.X和CN201110349669.8中将复合双波片的两个单波片分别设置为固定和可旋转，利用旋转检偏器的方法(与旋转检偏器式椭偏仪的测量机理相似)测量、计算其复合相位差，以此指导第二个单波片的旋转，实现两个单波片间的快轴垂直度调节。如专利CN201110350098.X所述，电动调节方法和装置的关键在于所用控制电机(用于直接或间接带动波片或检偏器旋转)的旋转精度。可是，现有的电动对准方法均是建立在电机具有高旋转精度的假设之上，均未考虑电机自身的实际旋转精度所引入的误差，更没有考虑光源光强波动等客观因素引入的误差，这就导致实际调节结果与理想值之间总是存在一定的误差。所以，如何在充分考虑实际装置测量误差的条件下，实现复合波片快轴垂直度的快速、高精度对准，仍然是一个待解决的重要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种用于调节复合波片中各单个波片之间的快轴垂直度的高精度反馈调节装置及调节方法，该方法及装置能够在复合波片的若干个单波片快轴方向均未知的情况下，快速检测各单波片的快轴方向，并实现复合波片中相邻单波片间快轴垂直度的快速检测与高精度反馈调节。本专利技术采用如下技术方案:一种复合波片快轴垂直度调节装置，包括偏振光源、反馈控制系统，偏振光源出射的平行线偏振光依次通过共传输轴放置的第一转盘、第二转盘、检偏器、光电探测器，第一转盘和第一电机连接，第二转盘和第二电机连接；反馈控制系统同光电探测器、第一电机、第二电机相连实现采集分析光电流数据并反馈控制第一电机和第二电机的旋转状态；所述第一转盘和第二转盘为中空结构，所述第一转盘中空结构内设置有固定第一波片的定位装置，所述第二转盘中空结构内设置有固定第二波片的定位装置。所述反馈控制系统设置有计算第一波片和第二波片快轴的垂直度误差Λ Θ的关系式:【权利要求】1.一种复合波片快轴垂直度调节装置，其特征在于:包括偏振光源(I)、反馈控制系统(6)，偏振光源(I)出射的平行线偏振光依次通过共传输轴放置的第一转盘(2)、第二转盘(3)、检偏器(4)、光电探测器(5)，第一转盘(2)和第一电机(7)连接，第二转盘(3)和第二电机(8)连接；反馈控制系统(6)同光电探测器(5)、第一电机(7)、第二电机(8)相连实现采集分析光电流数据并反馈控制第一电机(7)和第二电机(8)的旋转状态；所述第一转盘(2)和第二转盘(3)为中空结构，所述第一转盘(2)中空结构内设置有固定第一波片(9)的定位装置，所述第二转盘(3)中空结构内设置有固定第二波片(10)的定位装置。2.如权利要求1所述的一种复合波片快轴垂直度调节装置，其特征在于:所述反馈控制系统(6)设置有计算第一波片(9)和第二波片(10)快轴的垂直度误差Λ Θ的关系式: 3.如权利要求1所述的一种复合波片快轴垂直度调节装置，其特征在于:所述偏振光源(I)为输出特性稳定的线偏振光源或者是波长可调型偏振光源。4.如权利要求1所述的一种复合波片快轴垂直度调节装置，其特征在于:所述第一转盘(2)和第二转盘(3)的转动精度均小于反馈控制系统(6)中设定的Λ Θ误差容限。5.一种利用权利要求1所述复合波片快轴垂直度调节装置的复合波片快轴垂直度调节方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一:调节检偏器(4)与偏振光源(I)的偏振方向平行； 步骤二:将第一波片(9)、第二波片(10)分别固定于第一转盘(2)、第二转盘(3)的定位装置上，调节第一波片(9)和第二波片(10)的快轴，使两波片快轴方向基本相互垂直；步骤三:同向、同速旋转第一转盘(2)和第二转盘(3)，反馈控制系统(6)采集第一波片(9)快轴相对于起始位置的绝对旋转角度α为a =kJi和a =kJi + π/2时的光电流数据Iffleasure(α，θ )，k为非负整数，由反馈控制系统(6)中设置的计算第一波片(9)和第二波片(10)快轴的垂直度误差Λ Θ的关系式获得Λ Θ ； 步骤四:判断计算结果是否满足反馈控制系统(6)中预设的△ Θ误差容限；当满足设定误差容限时，反馈调节结束；当不满足设定误差容限时，根据Λ Θ计算值对第二转盘(3)选择其旋转步长和旋转方向反馈调节第二波片(10)的快轴角度，然后重复上步骤三的操作，直至Λ Θ计算结果满足预设的Λ Θ误差容限。6.如权利要求5所述的一种复合波片快本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合波片快轴垂直度调节装置，其特征在于：包括偏振光源（1）、反馈控制系统（6），偏振光源（1）出射的平行线偏振光依次通过共传输轴放置的第一转盘（2）、第二转盘（3）、检偏器（4）、光电探测器（5），第一转盘（2）和第一电机（7）连接，第二转盘（3）和第二电机（8）连接；反馈控制系统（6）同光电探测器(5)、第一电机(7)、第二电机(8)相连实现采集分析光电流数据并反馈控制第一电机（7）和第二电机（8）的旋转状态；所述第一转盘（2）和第二转盘（3）为中空结构，所述第一转盘（2）中空结构内设置有固定第一波片（9）的定位装置，所述第二转盘（3）中空结构内设置有固定第二波片（10）的定位装置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张璐，胡强高，罗勇，王玥，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。