[发明专利]一种正入射式透射光相位信息表征光路系统及方法

说明书

本发明涉及一种正入射式透射光相位信息表征光路系统及方法，该光路系统由光路a与光路b两部分光路组成，包括：激光器、起偏器、第一偏振分束器、第一反射镜、第一样品台、第二反射镜、第二样品台、第二偏振分束器、1/4波片、检偏器、衰减器、探测器。光束经过第一偏振分束器后分为光路a与光路b，汇聚与第二偏振分束器。本光路系统可以同时测量样品透射光的强度信息和相位信息，即可获取透射光谱的全方面信息，为超构材料、光学天线、等离激元阵列等人工微纳结构以及光学薄膜、自然材料等体系提供一种实用的光谱检测技术。

技术领域

本发明涉及材料透射光强与相位探测技术领域，尤其是涉及一种正入射式透射光相位信息表征光路系统及方法。

背景技术

相位是描述电磁波的基本物理量之一。对于电磁波的透射来说，当电磁波入射到由两种不同介质组成的界面上时，其相位一般不会发生变化，但当电磁波在具有一定厚度的介质中传播时，随着光程的增加会带来相位的积累。

近年来，由亚波长人工微结构单元组成的超构材料(超构表面)吸引了人们的广泛关注，这种材料具有自然材料所不具有的奇特性质，并带来了新的物理现象和有趣的应用。例如，当光束由常规材料(折射率为正)入射到具有负折射率的超构材料的交界面上时，会发生“负折射”现象，即折射光线与入射光线位于界面法线的同侧；当电磁波在负折射率超构材料中传播时，随着光程的增加，相位积累为负值。由此可见，要想全面准确地掌握电磁波的传播行为，清楚知晓其相位信息十分重要。

然而，现有技术对于相位信息的检测方法并不多见，尤其是对红外、可见光甚至紫外光等高频波段电磁波来说相位信息的测量方法更是少之又少。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，而提供一种正入射式透射光相位信息表征光路系统及方法，该方法弥补了在可见-近红外相位信息只能用仿真软件模拟的不足，实现了可见-近红外波段光谱强度与相位信息的同步测量技术，同时测试被测样品的透射光强度信息与相位信息，获取被测样品的全方面透射光谱信息。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种正入射式透射光相位信息表征光路系统，包括：

光源发射器，用于发射光源；

起偏器，用于将所述光源发射器发射的光源形成偏振光；

第一偏振分束器，用于将所述偏振光分成两束光路：光路a与光路b；

第一反射镜，设于所述光路a中；

第一样品台，用于放置被测样品或标准样件；

第二反射镜，设于所述光路b中；

第二样品台，用于放置标准样件或被测样品；

第二偏振分束器，用于汇合所述被测样品及标准样件的透射光；及

透射光检测单元，使携带样品信息的测试光和参考光发生相干干涉，通过探测光谱强度计算相位信息；

所述光路a的光经过所述第一反射镜后经过所述第一样品台上的被测样品或标准样件进入第二偏振分束器，所述光路b的光经过所述第二反射镜后经过所述第二样品台上的标准样件或被测样品进入第二偏振分束器，汇合后的两束光同时出射经过所述透射光检测单元。

进一步地，所述透射光检测单元包括依次设置的1/4波片、检偏器、衰减器和探测器，

汇合后的两束光同时出射经过所述透射光检测单元，依次经过所述1/4波片及检偏器，所述1/4波片与检偏器对光进行调制，之后再经过所述衰减器，进入所述探测器。

进一步地，所述的第一偏振分束器及第二偏振分束器的分光比为1：1。

进一步地，所述光路a与光路b相互垂直。