[发明专利]一种多波长入射单发椭偏测量方法

摘要

本发明涉及一种多波长入射单发椭偏测量方法，首先提供宽光谱激光光源、宽带偏振片、样品、扩束镜、宽带1/4波片、晶体斜劈、宽带检偏器、狭缝、透射光栅、成像屏、面阵相机以及计算机，通过双折射晶体斜劈的偏光干涉将光偏振态的变化转换成一维条纹光斑的移动，采取合理光路设计将多波长入射光对应的条纹分布在另外一个维度上，利用图像技术对光斑内的多组条纹进行定位和处理，在单次测量中即可获得各个波长对应的偏振态信息。本发明的测试方法无机械旋转或光学调制器件，而且测量结果与光强波动无关，可以极大减小系统的测量误差，提高测量的稳定性。本发明的测量速度只受限于相机采集速度，结合高速线阵相机，可以将时间分辨率缩短到毫秒以下。

主权项

1.一种多波长入射单发椭偏测量方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：提供宽光谱激光光源、宽带偏振片、样品、扩束镜、宽带1/4波片、晶体斜劈、宽带检偏器、狭缝，透射光栅、成像屏、面阵相机以及计算机；步骤S2：选取一特定波长的宽光谱激光光源入射到样品上，所述宽光谱激光光源经过光轴45°放置的所述宽带偏振片起偏后得到一反射光入射到至所述样品上，所述反射光的偏振态与样品的光学参数有关，不同入射波长的反射光对应的的椭偏参数ψ和Δ不同；步骤S3：所述扩束镜放置在所述样品的反射方向，所述反射光经所述扩束镜后形成放大的圆形光斑，所述圆形光斑的一部分经所述宽带1/4波片入射至所述晶体斜劈，所述圆形光斑的另一部分直接入射到所述晶体斜劈；所述圆形光斑由所述晶体斜劈射出后依次经所述宽带检偏器、横向放置的狭缝，形成包含宽光谱的长条形光斑，所述长条形光斑经过所述透射光栅后在竖直方向上多波长光谱分离，并在所述成像屏上形成多组分别对应不同入射波长的椭偏参数ψ和Δ的干涉条纹，其中，单一入射波长的椭偏数据通过x方向的光强分析获得，而不同入射波长的椭偏数据对应的光强分布在y方向上；步骤S4：采用面阵相机对所述的干涉条纹同时进行采集，得到干涉条纹的光强数据；步骤S5：对步骤S4中的光强数据进行滤波和除背景处理，得到不同波长入射光对应的波峰波谷位置，再与标准偏振光产生的波峰波谷位置进行对比，计算出样品的椭偏参数ψ和Δ；步骤S6：结合椭偏方程，由所述步骤S5中的椭偏参数计算出样品的光学参数。