基于干涉法的液晶光学移相检测系统以及检测方法技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
基于干涉法的液晶光学移相检测系统以及检测方法
本专利技术属于光学移相检测
，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。
技术介绍
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(no)决定：no*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(no)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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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；S5、把液晶光学相控阵样品放在第一偏振分光棱镜和第一反射镜之间，并精密调节位置，使得样品表面的反射光与入射光重合；S6、将液晶光学相控阵样品的光轴的方向设置在0度，旋转检偏器，使CCD上的光斑消光，记录此时检偏器的角度θ2；S7、计算液晶光学相控阵样品的相位延迟值本专利技术的有益效果是：本专利技术的激光光源经偏转分束棱镜分为两束线偏振光P光和S光，P光经样品空间相位调制后与另一束线偏振光S光在第二个分光棱镜处合束，之后依次经过四分之一波片和检偏器，最后光斑在CCD上呈现。本专利技术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。附图说明图1为本专利技术的干涉法的液晶光学移相检测系统的结构示意图；图2为本专利技术的干涉法的液晶光学移相检测方法的流程图。附图标记说明：1-激光光源，2-二分之一波片，3-第一偏振分光棱镜，4-液晶光学相控阵样品，5-第一反射镜，6-第二反射镜，7-第二偏振分光棱镜，8-四分之一波片，9-检偏器，10-电荷耦合元件，11-计算机控制中心。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的技术方案。如图1所示，本专利技术的一种基于干涉法的液晶光学移相检测系统，包括激光光源1、二分之一波片2、液晶光学相控阵(LCOPA)样品4、两个偏振分光棱镜、两个反射镜、四分之一波片、检偏器9、电荷耦合元件10和计算机控制中心11；激光光源1发出的光经过二分之一波片2后入射到第一偏振分光棱镜3，第一偏振分光棱镜3将入射光线分成两束偏振方向相互垂直且幅值相等的线偏振光：即P光(透射光)和S光(反射光)；其中一束线偏振光(本实施例中为透射光：P光)照射到液晶光学相控阵样品4上，经液晶光学相控阵样品4进行空间相位调制，再经第一反射镜5反射后射入第二偏振分光棱镜7；另一束线偏振光(反射光：S光)经第二反射镜6反射后射入第二偏振分光棱镜7；第二偏振分光棱镜7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8和检偏器9后照射到电荷耦合元件10的靶面上，电荷耦合元件10与计算机控制中心11相连。本专利技术的检测原理为：从激光光源出射的光先经过二分之一波片，再经过第一偏振分光棱镜分解成两束偏振方向互相垂直且幅值相等的线偏振光：P光(透射光)和S光(反射光)；其中，P光被液晶光学相控阵样品进行相位调制后通过第一反射镜射入第二偏振分光棱镜；而S光经第二反射镜反射射入第二偏振分光棱镜；第二个偏振分光棱镜处将两束光线合束再经过四分之一波片转化为一定偏振方向的线偏振光，偏振方向的变化角度为相位延迟的1/2，再旋转检偏器再次消光对该线偏振光的偏振方向变化大小进行判定，从而得到相位延迟量。本专利技术只需要保证样品的光轴方向与入射光的偏振方向相同即可，因此可以更换液晶光学相控阵样品4、第一反射镜5和第二反射镜6的位置，让反射光入射到液晶光学相控阵样品4上，对反射光进行空间相位调制。但是更换后，要把样品旋转90°放置。如图2所示，本专利技术所述的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；S5、把液晶光学相控阵样品放在第一偏振分光棱镜和第一反射镜之间，并精密调节位置，使得样品表面的反射光与入射光重合；S6、将液晶光学相控阵样品的光轴的方向设置在0度(只针对P光进行调制)，旋转检偏器，使CCD上的光斑消光，记录此时检偏器的角度θ2；S7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于干涉法的液晶光学移相检测系统，其特征在于，包括激光光源(1)、二分之一波片(2)、液晶光学相控阵样品(4)、两个偏振分光棱镜、两个反射镜、四分之一波片、检偏器(9)、电荷耦合元件(10)和计算机控制中心(11)；/n激光光源(1)发出的光经过二分之一波片(2)后入射到第一偏振分光棱镜(3)，第一偏振分光棱镜(3)将入射光线分成两束偏振方向相互垂直的线偏振光；/n其中一束线偏振光照射到液晶光学相控阵样品(4)上，经液晶光学相控阵样品(4)进行空间相位调制，再经第一反射镜(5)反射后射入第二偏振分光棱镜(7)；另一束线偏振光经第二反射镜(6)反射后射入第二偏振分光棱镜(7)；第二偏振分光棱镜(7)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(8)和检偏器(9)后照射到电荷耦合元件(10)的靶面上，电荷耦合元件(10)与计算机控制中心(11)相连。/n

【技术特征摘要】
1.基于干涉法的液晶光学移相检测系统，其特征在于，包括激光光源(1)、二分之一波片(2)、液晶光学相控阵样品(4)、两个偏振分光棱镜、两个反射镜、四分之一波片、检偏器(9)、电荷耦合元件(10)和计算机控制中心(11)；
激光光源(1)发出的光经过二分之一波片(2)后入射到第一偏振分光棱镜(3)，第一偏振分光棱镜(3)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(4)上，经液晶光学相控阵样品(4)进行空间相位调制，再经第一反射镜(5)反射后射入第二偏振分光棱镜(7)；另一束线偏振光经第二反射镜(6)反射后射入第二偏振分光棱镜(7)；第二偏振分光棱镜(7)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(8)和检偏器(9)后照射到电荷耦合元件(10)的靶面上，电荷耦合元件(10)与计算机控制中心(11)相连。


2.如权利要求1所述的基于干涉法的液晶光学移相检测方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪相如，黄帆，张梦雪，贺晓娴，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51