[发明专利]一种基于石墨烯纳米带阵列光栅的激光偏振方向检测装置及检测方法

说明书

本发明涉及纳米材料以及光学技术领域，一种基于石墨烯纳米带阵列光栅的激光偏振方向检测装置，包括前板和后板，所述前板和后板之间由上下两块弧形板连接；所述前板的中心位置设置有光栅旋转台，光栅旋转台的中心位置放置有光栅；所述后板的中心位置设置有同步旋转台，该同步旋转台与前板上的光栅旋转台通过两根旋转同步杆连接；所述同步旋转台上设置有拉曼背散射信号收集面，该拉曼背散射信号收集面的中心位置设置有激光入射口；本发明对任意波长的激光都能进行检测，应用范围广；使用时不对激光光路进行任何改变，使用方便；可以在光路工作状态下进行实时的原位检测，能够集成在需要的仪器中作为检测工具。

技术领域

本发明涉及纳米材料以及光学技术领域，具体涉及一种基于石墨烯纳米带阵列光栅的激光偏振方向检测装置。

背景技术

偏振光在物理和化学研究中具有广泛应用，目前有多种检测光偏振方向的方法和装置都具有较大的局限性，比如由检偏器和四分之一波片构成的测试装置，肉眼观察入射光强度变化，只能运用于可见光的定性检测；如果测量激光stokes参量检测偏振性，不仅使用较为复杂，而且无法做到对激光工作状态下进行原位检测，而在实验中，对激光进行实时的原位检测能够大大提升实验效率，并且保证检测结果不收其他因素干扰。

发明内容

为了克服以上不足，本发明提供一种基于石墨烯纳米带阵列光栅的激光偏振方向检测装置，可以进行实时的原位检测光的偏振方向，主要通过以下技术手段来解决。

一种基于石墨烯纳米带阵列光栅的激光偏振方向检测装置，包括前板和后板，所述前板和后板之间由上下两块弧形板连接；所述前板的中心位置设置有光栅旋转台，光栅旋转台的中心位置放置有光栅；所述后板的中心位置设置有同步旋转台，该同步旋转台与前板上的光栅旋转台通过两根旋转同步杆连接；所述同步旋转台上设置有拉曼背散射信号收集面，该拉曼背散射信号收集面的中心位置设置有激光入射口。

一种基于石墨烯纳米带阵列光栅的激光偏振方向检测方法，包括如下步骤：

步骤1：以干净的Au(111)近邻单晶台阶面为基底用自下而上法制备原子级精确石墨烯纳米带阵列；

步骤2：将制备的石墨烯纳米带阵列转移到透明衬底上，制成光栅；

步骤3：采用偏振拉曼散射光谱标定光栅y轴和x轴；

步骤4：将光栅安装在检测装置的光栅旋转台上，y轴与信号采集条平行，光栅可以在装置上旋转，信号采集条通过同步旋转杆与光栅同步旋转；

步骤5：检测装置置于光路中，入射激光穿过入射孔，照在光栅上；

步骤6：旋转光栅检测不同角度拉曼背散射强度，强度最强是y轴方向即为偏振方向。

作为优选，所述步骤（1）中，所述的Au基底为晶面指数在（111）附近的近邻台阶单晶晶面。

作为优选，所述步骤（1）中，采用自下而上法生长石墨烯纳米带阵列。

作为优选，检测拉曼背散射信号时光栅常数d在纳米级别，远小于激光波长，使拉曼散射光集中。

作为优选，光信号结构区域分布是一条小区域，且该区域与光栅y轴平行，与光栅同步旋转，降低装置成本。

作为优选，当光栅y轴与入射激光偏振方向平行时，拉曼散射强度最大。

本发明的有益效果是：本发明对任意波长的激光都能进行检测，应用范围广；使用时不对激光光路进行任何改变，使用方便；可以在光路工作状态下进行实时的原位检测，能够集成在需要的仪器中作为检测工具。

附图说明

图1是检测装置结构示意图。

图2是光栅制备流程和装置工作示意图。

图3是石墨烯纳米带阵列偏振拉曼光强度极化图。