[发明专利]基于干涉法的液晶光学移相检测系统以及检测方法

说明书

本发明公开了一种基于干涉法的液晶光学移相检测系统及方法，系统结构为：激光光源发出的光经过二分之一波片后被第一偏振分光棱镜后分成两束偏振方向相互垂直的线偏振光；其中一束线偏振光照射到液晶光学相控阵样品上，再经第一反射镜反射后射入第二偏振分光棱镜；另一束线偏振光经第二反射镜反射后射入第二偏振分光棱镜；第二偏振分光棱镜对两束入射光进行合束，并将合束后的光束依次经过四分之一波片和检偏器后照射到电荷耦合元件的靶面上，电荷耦合元件与计算机控制中心相连。本发明确定了样品的绝对相位延迟量，实现了对二维液晶移相器件进行高精度、高分辨率、快速、自动的检测，提高了检测相控阵相位分布的分辨率和精度。

技术领域

本发明属于光学移相检测技术领域，特别涉及一种基于干涉法的液晶光学移相检测系统以及检测方法。

背景技术

在液晶光学移相器件中，特别是液晶移相阵列式器件中(例如：液晶光学相控阵)，最大偏转角度、有效孔径、指向精度等技术指标均与器件对入射激光的移相有直接关系。因此，液晶光学移相的检测技术可以为液晶光学相控器件的进一步发展提供可靠的检测手段和依据。其中：高分辨率、高精度、快速是其检测方法或者系统需要具备的能力和技术指标。传统1/4波片法计算出的相位延迟量是一个相对量：

L为液晶器件的厚度。它的基准相位由液晶的寻常光折射率(n_o)决定：n_o*L。一般情况下，该基准相位量是不变的，可以忽略。但当器件表面具有明显温度梯度分布时，由于液晶的热光效应，它的寻常光折射率(n_o)随温度T而改变：

基准量随着温度的变化而变化，由此，通过四分之一波片法得出来的相位延迟因为基准不同导致精度大大降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种确定了样品的绝对相位延迟量，实现了对二维液晶移相器件进行高精度、高分辨率、快速、自动的检测，提高了检测相控阵相位分布的分辨率和精度的基于干涉法的液晶光学移相检测系统以及检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于干涉法的液晶光学移相检测系统，包括激光光源、二分之一波片、液晶光学相控阵样品、两个偏振分光棱镜、两个反射镜、四分之一波片、检偏器、电荷耦合元件和计算机控制中心；

激光光源发出的光经过二分之一波片后入射到第一偏振分光棱镜，第一偏振分光棱镜将入射光线分成两束偏振方向相互垂直的线偏振光；

其中一束线偏振光照射到液晶光学相控阵样品上，经液晶光学相控阵样品进行空间相位调制，再经第一反射镜反射后射入第二偏振分光棱镜；另一束线偏振光经第二反射镜反射后射入第二偏振分光棱镜；第二偏振分光棱镜对两束入射光进行合束，并将合束后的光束依次经过四分之一波片和检偏器后照射到电荷耦合元件的靶面上，电荷耦合元件与计算机控制中心相连。

本发明的另一个目的是提供一种基于干涉法的液晶光学移相检测方法，包括以下步骤：

S1、将激光光源、二分之一波片、偏振分光棱镜、液晶光学相控阵样品、反射镜、四分之一波片、检偏器、电荷耦合元件架设在共轴光路中；

S2、激光光源发出的光经过二分之一波片后入射到第一偏振分光棱镜上，第一偏振分光棱镜分别通过透射和反射将入射光分为两束偏振方向相互垂直的线偏振光；将第一偏振分光棱镜透射光的偏振方向与检偏器的方向调整为相互垂直，其中检偏器检偏方向标定为系统角度的0度位置；

S3、调整二分之一波片光轴的角度使第一偏振分光棱镜的分光比为1:1；

S4、将四分之一波片光轴方向调整在45度或135度，记录检偏器消光的角度θ₁；