[发明专利]一种各向异性非线性光学特性测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种各向异性非线性光学特性测量方法，其特征在于：所述方法基于各向异性非线性光学特性测量装置，所述装置包括，依次位于第一光路上、可发出线偏振光的脉冲激光发生器、调节所述线偏振光偏振方向的偏振补偿器、对所述线偏振光进行分束的分束镜、对所述线偏振光进行聚焦和放大的物镜、夹住样品沿Z轴方向移动的位移平台、与所述物镜共焦的第一透镜、可调孔径的光阑、对所述线偏振光进行二次聚焦的第二透镜、探测所述线偏振光的样品信号T_S的第一光电探测器；还包括位于第二光路并探测所述线偏振光的参考信号T_R的第二光电探测器；所述第一光路为Z轴方向，且与所述第二光路成夹角；还包括样品位置选定组件，所述样品位置选定组件包括照明光源、可翻折反射镜、摄像头以及第三透镜；所述照明光源位于所述第一光路外，所述可翻折反射镜位于所述第一透镜与所述光阑之间并能够位于或离开所述第一光路；所述第三透镜位于所述照明光源与所述可翻折反射镜之间；

所述方法包括以下步骤：

将样品设置在沿Z轴方向移动的位移平台上；

进行样品测量位置选定：打开可翻折反射镜，使照明光源发出的光线依次入射到所述第三透镜、所述可翻折反射镜，经可翻折反射镜反射的光在所述第一光路依次经过所述第一透镜、所述样品、所述物镜和所述分束镜，并经过所述分束镜反射后进入所述摄像头进行成像，以便于观察所述样品表面情况；若所述样品的表面情况为均匀，则翻转所述可翻折反射镜以及关闭所述照明光源，使其对第一光路不造成影响后，进行Z扫描；若所述样品的表面情况为不均匀，调整样品的位置，并重复进行样品成像，直到所述样品的表面情况为均匀，翻转所述可翻折反射镜以及关闭所述照明光源使其不对第一光路造成影响后，进行Z扫描；

所述Z扫描包括以下步骤：使所述脉冲激光发生器发出的线偏振光，所述线偏振光沿Z轴的第一光路依次进入所述偏振补偿器、所述分束镜、所述物镜、所述样品、所述第一透镜、所述光阑、所述第二透镜以及所述第一光电探测器，以获取样品信号T_S；

所述分束镜从所述线偏振光分出一束光线，该束光线沿与第一光路成夹角的第二光路入射到第二光电探测器，以获取激光参考信号T_R；

通过偏振补偿器调节所述线偏振光的偏振角度，获取所述样品位于同一Z轴位置、不同偏振角度下的样品信号T_S和参考信号T_R；

沿Z轴方向移动所述样品，并获取同一偏振角度、所述样品位于不同Z轴位置下的样品信号T_S和参考信号T_R；

根据所述样品位于同一Z轴位置、不同偏振角度下的样品信号T_S和参考信号T_R， 以及同一偏振角度、所述样品位于不同Z轴位置下的样品信号T_S和参考信号T_R绘制T_S/T_R-Z函数曲线以获取样品的各向异性非线性光学特性。

2.根据权利要求1所述的各向异性非线性光学特性测量方法，其特征在于：还包括设置分析器，所述分析器分别与所述第一光电探测器以及所述第二光电探测器电连接，所述分析器获取所述样品信号T_S和所述参考信号T_R并进行分析计算。

3.根据权利要求2所述的各向异性非线性光学特性测量方法，其特征在于：还包括设置信号放大器，所述信号放大器分别与所述第一光电探测器、所述第二光电探测器以及所述分析器电连接；所述信号放大器对所述样品信号T_S和所述参考信号T_R进行放大、去噪后，所述分析器进行分析计算。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的各向异性非线性光学特性测量方法，其特征在于：还包括设置衰减片，所述衰减片位于第一光路上且位于在所述脉冲激光发生器与所述偏振补偿器之间，所述衰减片调整所述线偏振光的功率。

5.根据权利要求2所述的各向异性非线性光学特性测量方法，其特征在于：所述分析器为安装有控制与分析软件的计算机，所述控制与分析软件专门用Labview编写。

6.根据权利要求3所述的各向异性非线性光学特性测量方法，其特征在于：所述信号放大器为双通道的锁相放大器。