[发明专利]一种高精度测量材料线性折射率的方法

摘要

本发明公开了一种高精度测量材料线性折射率的方法，属于光子学材料和光学信息处理领域。此方法为一种能高精度测量超薄材料线性折射率的方法，通过将待测的样品代替传统4f系统的相位物体，而传统4f系统中的待测非线性样品利用一已知光学非线性的标准样品代替。对获得的参考光斑和非线性光斑进行数值拟合，在数值拟合中仅有待测样品的线性折射率为变量，通过改变待测样品的线性折射率的取值使模拟非线性光斑与实验非线性光斑吻合，就能非常方便地、高精度地获得材料的线性折射率。本发明的测量方法光路简单、数据处理方便、测试速度快捷，可以广泛的应用于材料的线性折射率或厚度的测量、光子学材料、光学信息处理和光子学器件等研究领域。

主权项

一种高精度测量材料线性折射率的方法，其特征在于：由待测样品(2)、分束镜(3)、第一凸透镜(4)、非线性标准材料(5)、第二凸透镜(6)、第一中性衰减片(7)和CCD相机(8)依次组成测量系统；由所述分束镜(3)、第一反射镜(9)、第三凸透镜(10)、第四凸透镜(11)、第二中性衰减片(12)、第二反射镜(13)、第三反射镜(14)和所述CCD相机(8)依次组成参考系统；所述第一凸透镜(4)和第二凸透镜(6)构成4f系统，待测样品(2)放置在所述4f系统的物面上；所述非线性标准材料(5)放置在测量系统的傅里叶平面上；所述CCD相机(8)放置在所述4f系统的像平面上接收光斑图像；具体测量步骤如下：①能量校准：将光路中的非线性标准材料(5)取走，将校准的能量计放置在第一凸透镜(4)和第二凸透镜(6)之间的某一位置，使得激光光斑能够全部打到能量计的探头上；然后发射一个激光脉冲，用所述能量计测量脉冲的能量，同时利用所述CCD相机(8)采集参考光路的参考光斑，参考光斑的强弱对应于入射脉冲能量的大小；再通过对参考光斑的计算得到测量过程中入射到所述非线性标准材料(5)上的激光脉冲的能量及能量分布；②非线性测量：将所述非线性标准材料(5)放置在测量系统的傅里叶平面上，入射一个脉冲激光经过所述待测样品(2)，在所述CCD相机(8)上获得两个光斑，即入射光经过测量系统的非线性标准材料(5)后在所述CCD相机(8)上获得的非线性光斑和从参考光路中得到的参考光斑；由获得的非线性光斑和参考光斑进行数值拟合得到所述待测样品(2)的线性折射率。