[发明专利]一种基于荧光成像的有源聚合物平面波导传播常数测量仪

权利要求书

1.一种基于荧光成像的有源聚合物平面波导传播常数测量仪，其特征在于：其包括：激光光源(1)，扩束透镜组(2)，分束镜(3)，高数值孔径油浸显微物镜(4)，折射率匹配油(5)，有源聚合物平面波导，滤光片(9)，凸透镜(10)和CCD图像传感器(11)；其中，

有源聚合物平面波导由玻璃基底(6)，金属薄膜(7)，有源物质聚合物薄膜(8)以及上方空气层构成的四层结构，其制备过程为：在玻璃基底(6)上蒸镀或溅射金属薄膜(7)，并在金属薄膜(7)上旋涂有源物质掺杂的聚合物溶液，形成有源物质聚合物薄膜(8)，其中，有源物质为荧光分子；

激光光源(1)所发射激光，通过扩束透镜组(2)扩束后经分束镜(3)，高数值孔径油浸显微物镜(4)，折射率匹配油(5)，以宽角度范围聚焦辐照在聚合物薄膜(8)上，聚合物薄膜中的荧光分子受激辐射荧光，荧光耦合成传输于平面波导中的导波；在某些特定角度下，传输的导波的部分能量从玻璃基底一侧泄露辐射出波导结构，经显微镜(4)收集，通过分束镜(3)、滤光片(9)及凸透镜(10)在CCD图像传感器(13)上呈现出不同半径大小的亮环，这些特定角度与后焦面光学像上的亮环半径一一对应，同时与波导结构中存在的各种模式传播常数的实部一一对应，通过分析荧光像中亮环的半径及已知的显微物镜数值孔径，计算出导模传播常数的实部；

通过后焦面上的反射光场光学像计算获得传播常数的虚部，其拟合计算步骤如下：读取图像，记录其中沿着直径方向的荧光强度分布曲线，并用洛伦兹型曲线对其拟合，求出直径方向上荧光强度分布曲线的半高宽，计算出传播长度；它对应于导模传播常数的虚部。

2.根据权利要求1所述的一种基于有源聚合物平面波导传播常数测量仪，其特征在于，所述的激光光源(1)通过扩束后，覆盖整个高数值孔径油浸显微物镜(4)的入瞳，充分利用物镜的高数值孔径，获得较小尺寸的聚焦光斑，从而提高测量的空间分辨率，实现微区测量；同时利用同一物镜(4)实现对荧光信号的收集与成像，简化了仪器结构。