[发明专利]一种利用AOTF单色光测量宽波段波片性能的装置及方法

权利要求书

1.一种利用AOTF单色光测量宽波段波片性能的装置，包括波长可调谐单色光光源模块(1)、带旋转结构的待测波片(2)、检偏器(3)和能量探测组件(4)，其特征在于：

所述的波长可调谐单色光光源模块(1)由光纤输出的宽光谱光源(1-1)、准直透镜(1-2)、声光可调滤光器(1-3)、遮光板(1-4)组成。测试时光纤输出的宽光谱光源(1-1)出射的光经过准直透镜(1-2)后成为平行光，入射到射频可调的声光可调滤光器(1-3)，出射光会产生对应波长的衍射光，利用遮光板(1-4)遮挡负1级衍射光及零级光，所产生的正1级衍射光经过带旋转结构的待测波片(2)、检偏器(3)后，被能量探测组件(4)检测，通过旋转带旋转结构的待测波片(2)来改变出射光的偏振状态，从而导致能量探测组件(4)探测到光的能量变化，通过能量变化情况来准确快速标定带旋转结构的待测波片(2)的相位延迟量；通过波长可调谐单色光光源模块(1)来改变出射光的波长，从而获取宽波段波片的相位延迟量。

2.根据权利要求1所述的一种利用AOTF单色光测量宽波段波片性能的装置，其特征在于：所述的波长可调谐单色光光源模块(1)、检偏器(3)的波长范围需要与带旋转结构的待测波片(2)相适应。

3.根据权利要求1所述的一种利用AOTF单色光测量宽波段波片性能的装置，其特征在于：所述的检偏器(3)为带旋转结构的偏振片，偏振片的使用波长范围需要覆盖带旋转结构的待测波片(2)的波长，同时该波段偏振消光比优于5000：1。

4.根据权利要求1所述的一种利用AOTF单色光测量宽波段波片性能的装置，其特征在于：所述的能量探测组件(4)所测量波长范围覆盖带旋转结构的待测波片(2)测试波长范围。

5.一种基于权利要求1所述一种利用AOTF单色光测量宽波段波片性能的装置的相位延迟量测量方法，其特征包括以下步骤：

1)固定波长可调谐单色光光源模块(1)和能量探测组件(4)，光纤输出的宽光谱光源(1-1)出射的光经过准直透镜(1-2)后成为平行光，入射到射频可调的声光可调滤光器(1-3)，开启射频后输出波长为λ_i的衍射光，利用遮光板(1-4)遮挡负1级衍射光及零级光，所产生的正1级衍射光被能量探测组件(4)接收,由于输出的正1级衍射光为水平方向线偏光,此时输出波长为λ_i的衍射光的偏振态由斯托克斯矢量表示为；

2)将检偏器(3)放置于波长可调谐单色光光源模块(1)与能量探测组件(4)之间,通过旋转检偏器(3)使得探测到的能量最小，此时检偏器(3)所处的透光轴角度与出射光偏振方向正交，再将检偏器(3)旋转90度，此时起偏器(3)的透光轴角度为0，呈水平方向。检偏器(3)的穆勒矩阵M₃可以表示为：

3)将带旋转结构的待测波片(2)放置于波长可调谐单色光光源模块(1)与检偏器(3)中间,通过调节带旋转结构的待测波片(3)的位置和角度,使得波长可调谐单色光光源模块(1)的出射光经过带旋转结构的待测波片(2)中心垂直入射,假设带旋转结构的待测波片(2)对应于波长λ_i的相位延迟为此时带旋转结构的待测波片(2)快轴所处角度为θ，其中θ是带旋转结构的待测波片(2)快轴与水平方向的夹角。则带旋转结构的待测波片(2)的穆勒矩阵M₂可以表示为：

4)波长可调谐单色光光源模块(1)产生的波长为λ_i的光,依次经过带旋转结构的待测波片(2)、检偏器(3)后,被能量探测组件(4)探测,最终的出射光偏振态可以表示为：

通过计算可知：

5)由最终的出射光偏振态可知，出射光的能量E可以表示为：

通过旋转带旋转结构的待测波片(2)，旋转过程中通过能量探测组件(4)探测出的能量最大值E_max和最小值E_min，其输出值满足：

则：

6)改变声光可调滤光器(1-3)的射频驱动，使得波长可调谐单色光光源模块(1)依次输出不同的波长λ_i，并重复步骤5)，最终可以得到带旋转结构的待测波片(2)在不同波长下对应的相位延迟量，从而带旋转结构的待测波片(2)获取宽谱段范围内的相位延迟δ(λ)，其中相位延迟量δ是波长λ的函数，波长λ为其自变量。