[发明专利]一种显微角分辨透射光相位信息表征系统及其测量方法

说明书

本发明涉及一种显微角分辨透射光相位信息表征系统及其测量方法，该装置分为光路1和光路2，两条光路均具有显微功能，两个样品平台前的透镜为物镜，可当作傅里叶变换器件，实现样品发出光的角度与物镜焦平面上位置的对应关系；后端1/4波片、检偏器对光进行调制，最后透过透镜将光汇聚到像平面。本装置可同时测量样品微区域不同入射角度条件下透射光的强度和相位信息，即可获取透射光谱的全面信息，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

本发明涉及材料微区透射光强与相位探测技术领域，尤其是涉及一种紫外、可见-近红外等波段光谱型透射光强与相位表征系统的研制及测试方法。

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，同时不同的入射角度也会对相位产生明显的影响。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。因此人们对小结构、短波长的超表面等领域的研究越来越深入器件的小型化、集成化要求越来越高，为了掌握复杂微尺度空间结构对电磁波的调控性能，人们对光谱检测技术提出了新的要求：首先，相位是描述电磁波的一个重要物理量，为了更加准确地掌握电磁波的传播行为，需要知道其相位信息；其次，对于小型化集成化微尺度的器件，的如何实现准确的光谱信息测试表征；最后，为了掌握器件在电磁波不同角度入射条件下的调控能力，还需要角分辨光谱信息。然而，现有技术对于相位信息的检测方法并不多见，尤其是对显微角分辨的红外、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。本专利公开一种显微角分辨透射光相位信息表征装置及其测量方法。该装置前端通过偏振分束器分光，分为光路1和光路2两条光路，两条光路均具有显微功能，两个样品平台前的透镜为物镜，可当作傅里叶变换器件，实现样品发出光的角度与物镜焦平面上位置的对应关系；后端1/4波片与检偏器对光进行调制以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。该装置可同时测量不同角度小样件透射光的强度和相位信息，即可获取透射光谱的全面信息，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、自然材料等材料体系提供一种实用的光谱检测技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种光谱型透射强度与相位测试表征系统研制及其测量方法，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。

本发明的目的一为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。

本发明的目的二为测试被测样品的小样品微纳区域的透射光谱强度与相位信息。

本发明的目的三为测试不同角度的透射光谱强度与相位信息。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

1.一种显微角分辨透射光相位信息表征系统装置，包括：光源1、准直器2、起偏器3、第一偏振分束器4、第一反射镜5、第二反射镜6、第一聚光镜7、第一样品台8、第一物镜9、第一焦平面10、第二聚光镜11、第二样品台12、第二物镜13、第二焦平面14、第二偏振分束器15、1/4波片16、检偏器17、透镜18、像平面19、精密平移针孔20、光纤21、探测器22。