專利名稱：一種標定偏振片透光軸的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及偏振片檢測技術(shù)，具體涉及一種標定偏振片透光軸的裝置和方法。
背景技術(shù)：
偏振是光的一種特性，隨著對光的偏振性研究的加深，人們逐漸認識到偏振信息的廣泛應(yīng)用前景，偏振技術(shù)也開始進入到實用化階段，偏振信息已逐漸應(yīng)用于對目標的探測，在地物遙感探測、大氣探測、水下探測、天文探測、醫(yī)學(xué)診斷、目標檢測、圖像處理和軍事應(yīng)用等領(lǐng)域起到重要的作用；在量子通信領(lǐng)域，利用光子的偏振態(tài)代替經(jīng)典二進制碼 (bit)對信號進行編碼，從而實現(xiàn)量子密鑰的分發(fā)，達到量子保密通信的目的?？偠灾?，對光的偏振信息的利用逐漸成為一個熱門的研究課題，其研究成果也有著廣泛的應(yīng)用前景。偏振片則是偏振研究領(lǐng)域最基本的光學(xué)器件，偏振片也稱之為完全直線偏振器或偏振器，其主要功能是將非偏振光或橢偏光轉(zhuǎn)換成線偏振光，其應(yīng)用覆蓋了整個偏振光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分廣泛。目前市場上所銷售的人工偏振片一般是由高分子材料成膜、浸碘液并拉伸而制成，由于碘鏈的形成而使得偏振片具備二向色性，所謂二向色性即物質(zhì)有選擇性的吸收光波中兩個垂直分量之一的特性，所以通過偏振片的光是垂直于吸收軸的線偏光。而在實際的偏振光研究或應(yīng)用領(lǐng)域，對偏振光的檢測都是通過偏振片來完成，同時需要準確的得到偏振片透光軸的方向，通常情況下是利用PBS (偏振分光棱鏡)來檢測偏振片透光軸方向，當入射光通過PBS透射后會產(chǎn)生一個水平S的線偏振，通過此線偏方向來判定偏振片的透光軸，此種測試方法存在如下缺點1、偏振片透光軸方向的標定精度與 PBS本身產(chǎn)生線偏光的方向有關(guān)，這樣對PBS本身要求比較高；2、在檢測過程中，PBS本身放置的角度與傾斜度都會影響偏振片透光軸的標定精度。本發(fā)明基于偏振片透射軸及吸收軸的旋轉(zhuǎn)對稱原理，在對任意角度線偏光進行正反兩次的偏振角度測量后，即可得到被測偏振片的透射軸或吸收軸，再利用水平S、豎直P 線偏振光在兩電介質(zhì)分界面反射時的不同特性來判定偏振片的透光軸，從而實現(xiàn)偏振片透光軸的高精度標定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種準確標定偏振片透光軸的裝置和方法，克服了現(xiàn)有利用 PBS來進行標定透光軸方向時存在的以下問題1、PBS本身產(chǎn)生線偏光的方向會影響透光軸方向的最終標定結(jié)果，對PBS要求較高；2、測試時PBS放置的角度與傾斜度會引入標定誤差。本發(fā)明裝置如附

圖1所示裝置包括激光器1、起偏器2、旋轉(zhuǎn)電機3和功率計探頭5。所述的激光器1為功率可調(diào)光纖激光器；所述的起偏器2采用偏振片，其工作波段為 600-1200nm，偏振消光比為10000 1，口徑為25mm ；所述的旋轉(zhuǎn)電機3為帶有角度刻度的電機；所述的功率計探頭5采用硅探測器的功率計，其工作波段為400-1 lOOnm，功率測試范圍為 50nw-50mwo
裝置工作吋，被檢偏振片4安裝在旋轉(zhuǎn)電機3上，激光器1出射的光經(jīng)過起偏片2 后成為消光比較高的線偏光，再利用安裝在帶有刻度的旋轉(zhuǎn)電機3上的被檢偏振片4對該 線偏光進行檢偏，由安裝在被檢偏振片4后面的功率計探頭5進行激光能量的檢測。偏振片透光軸標定方法的具體步驟如下1、激光器1出射的激光光束，通過起偏片2后形成任意角度的線偏光，保持起偏角 度不變，通過被檢偏振片(4)對偏振光進行檢偏，檢偏過程中首先將旋轉(zhuǎn)電機3的刻度面朝 向功率計探頭5，通過旋轉(zhuǎn)電機3帶動被檢偏振片4 一起旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)至功率計探頭5探測功 率最小，同時記錄旋轉(zhuǎn)電機3所處的角度eェ；2、再將旋轉(zhuǎn)電機3與偏振片4旋轉(zhuǎn)180°，至旋轉(zhuǎn)電機3的刻度面朝向起偏片2， 其它部分保持不變，通過旋轉(zhuǎn)電機3帶動被檢偏振片4 一起旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)至功率計探測功率最 小，同時記錄旋轉(zhuǎn)電機3所處的角度e 2 ；3、旋轉(zhuǎn)電機處于
權(quán)利要求
1.一種標定偏振片透光軸的裝置，它包括激光器(1)、起偏器( 、旋轉(zhuǎn)電機C3)和功率計探頭(5)，其特征在于所述的激光器(1)為功率可調(diào)光纖激光器；所述的起偏器(2)采用偏振片，其工作波段為600-1200nm，偏振消光比為10000 1，口徑為25mm ；所述的旋轉(zhuǎn)電機(3)為帶有角度刻度的電機；所述的功率計探頭(5)采用硅探測器的功率計，其工作波段為400-1100nm，功率測試范圍為50nW-50mW;被檢偏振片(4)安裝在旋轉(zhuǎn)電機(3)上，激光器(1)出射的光經(jīng)過起偏片( 后變成任意角度線偏光，利用安裝在帶有刻度的旋轉(zhuǎn)電機( 上的被檢偏振片(4)對該線偏光進行檢偏，最后通過功率計探頭( 對檢偏光進行激光能量檢測。
2.一種基于權(quán)利要求1所述裝置的偏振片透光軸標定方法，其特征在于包括以下步驟1)激光器(1)出射的激光光束，通過起偏片( 后形成任意角度的線偏光，保持起偏角度不變，通過被檢偏振片(4)對偏振光進行檢偏，檢偏過程中首先將旋轉(zhuǎn)電機( 的刻度面朝向功率計探頭(5)，通過旋轉(zhuǎn)電機C3)帶動被檢偏振片(4) 一起旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)至功率計探頭 (5)探測功率最小，同時記錄旋轉(zhuǎn)電機(3)所處的角度θ 1 ；2)再將旋轉(zhuǎn)電機(3)與偏振片⑷旋轉(zhuǎn)180°，旋轉(zhuǎn)電機(3)的刻度面朝向起偏片⑵， 其它部分保持不變，通過旋轉(zhuǎn)電機C3)帶動被檢偏振片(4) 一起旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)至功率計探測功率最小，同時記錄旋轉(zhuǎn)電機(3)所處的角度θ 2 ；3)將旋轉(zhuǎn)電機C3)轉(zhuǎn)到角度處，被檢偏振片的透光軸或吸收軸此時處于水平或豎直狀態(tài)；4)利用光學(xué)介質(zhì)(6)對旋轉(zhuǎn)電機(3)處于Sf角時的被檢偏振片(4)起偏后的線偏光進行反射，反射時旋轉(zhuǎn)光學(xué)介質(zhì)(6)的Κ9玻璃光學(xué)平片來改變?nèi)肷浣嵌?，當旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)消光的情況，此方位為被檢偏振片的吸收軸位置，透光軸位置則處于，旋轉(zhuǎn)過程中未出現(xiàn)消光情況時，此方位即為被檢偏振片(4)的透光軸位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種標定偏振片透光軸的裝置及方法，它采用兩片待標定的偏振片及兩種電介質(zhì)組合來實現(xiàn)偏振片透光軸的準確標定，適用于偏振光學(xué)系統(tǒng)、橢圓偏振測量領(lǐng)域、激光技術(shù)等與偏振相關(guān)的測量與檢測領(lǐng)域。該方法基于偏振片透射軸及吸收軸的旋轉(zhuǎn)對稱原理，在對任意角度線偏光進行正反兩次的偏振角度測量后，即可得到被測偏振片的透射軸或吸收軸，再利用水平S、豎直P線偏振光在兩電介質(zhì)分界面反射時的不同特性來判定偏振片的透光軸，從而實現(xiàn)偏振片透光軸的高精度標定。
文檔編號G01M11/02GK102279094SQ20111006356
公開日2011年12月14日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者何志平, 吳永紅, 吳金才, 周輝, 姜紫慶, 強佳, 楊世驥, 王建宇, 舒嶸, 賈建軍 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所