[发明专利]一种实现同步四波横向剪切干涉测量装置及方法

权利要求书

1.一种实现同步四波横向剪切干涉测量装置，其特征在于：

包括在主光轴上依次同心放置的被测元件(5)、标准镜(6)、分束棱镜(7)、起偏器(8)、第一晶体偏振分束器(9)、第一λ/4波片(10)、第二晶体偏振分束器(11)、第二λ/4波片(12)、检偏器(13)、成像透镜(14)、CCD相机(15)，所述CCD相机(15)与计算机相连接；还包括与主光轴平行且同心设置的激光光源(1)、显微物镜(2)、透镜(3)和平面反射镜(4)；所述激光光源(1)的光束经过透镜(3)扩束准直后通过平面反射镜(4)进入分束棱镜(7)；所述起偏器(8)的角度相对于x轴方向成45°，第一λ/4波片(10)的快轴方向与x轴正方向的夹角为45°；所述第一晶体偏振分束器(9)在水平放置时其光轴方向与x轴正方向夹角为45°，第二晶体偏振分束器(11)与第一晶体偏振分束器(9)均为双折射晶体，且正交放置；所述第二λ/4波片(12)的快轴方向与x轴正方向的夹角为90°，检偏器(13)的偏透光轴相对于x轴方向成45°。

2.根据权利要求1所述的一种实现同步四波横向剪切干涉测量装置，其特征在于：

所述激光光源为JDSU氦氖激光器，波长632.8mm，0.5mw，随机偏振。

3.一种实现同步四波横向剪切干涉测量方法，基于权利要求1所述的实现同步四波横向剪切干涉测量装置，其特征在于，具体包含下列步骤：

步骤一、由被测元件(5)反射的入射光经过标准镜(6)成像在分束棱镜(7)之上，经过起偏器(8)后垂直入射至第一晶体偏振分束器(9)；

步骤二、从第一晶体偏振分束器(9)出射的光波经过第一λ/4波片(10)后变为两束旋向相反的圆偏振光，该圆偏振光再次经过第二晶体偏振分束器(11)后分束成为四束线偏振光；

步骤三、步骤二中出射的线偏振光经过第二λ/4波片(12)后，产生四束携带固定相位延迟量的圆偏振光，两束左旋圆偏振光和两束右旋圆偏振光；

步骤四、步骤三中出射的四束圆偏振光在检偏器(13)上发生干涉，之后在CCD相机的成像面板上接收到一幅实现同步四波横向剪切干涉图，其中通过检偏器偏透光轴后得到矢量方向一致的六组干涉波，两两相互叠加干涉，且得到固定相移量。

4.根据权利要求3所述的一种实现同步四波横向剪切干涉测量方法，其特征在于：

步骤二中，第一晶体偏振分束器(9)，是从第一晶体偏振分束器(9)出射两束具有横向位移的线偏振光，即o光和e光；出射时，o光和e光的相位差为：

其中，λ为晶体偏振分束器的工作波长，n_o、n_e分别为从晶体偏振分束器出射的o光和e光的折射率，L_o、L_e分别为o光和e光的光程，L_o、L_e都可根据晶体厚度计算得出。

5.根据权利要求3所述的一种实现同步四波横向剪切干涉测量方法，其特征在于：

步骤四中，固定相移量为