用于双旋转补偿器椭偏仪的菲涅尔棱镜相位延迟器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103424881A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103424881103424881A(43)申请公布日2013.12.04(21)申请号201310320411.4(22)申请日2013.07.26(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人刘世元谷洪刚张传维陈修国(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人朱仁玲(51)Int.Cl.G02B27/28(2006.01)G01N21/21(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图2页附图2页(54)发明名称用于双旋转补偿器椭偏仪的菲涅尔棱镜相位延迟器(57)摘要本发明公开了一种菲涅尔棱镜相位延迟器，其由两斜方棱镜各以其一端的倾斜底面相互贴合形成对称结构而构成，通过选择相应折射率的棱镜材料以及确定斜方棱镜斜角，入射光束经其中一个斜方棱镜另一端的倾斜底面垂直入射到该斜方棱镜，经其相对的两侧面依次进行两次全反射后通过两斜方棱镜的贴合面入射到另一斜方棱镜，并同样经该斜方棱镜的相对的两侧面依次进行两次全反射后出射，即可得到该双旋转补偿器穆勒矩阵椭偏仪所需求的相位延迟量。该相位延迟器能够在包括紫外、可见以及红外的波段内实现良好的消色差性能，并且对光束入射角不敏感，同时便于加工，可用作双旋转补偿器穆勒矩阵椭偏仪的旋转补偿器，能够适应双旋转补偿器穆勒矩阵椭偏仪对宽光谱波段及127°相位延迟量的要求。CN103424881ACN103428ACN103424881A权利要求书1/1页1.一种菲涅尔棱镜相位延迟器，用于双旋转补偿器穆勒矩阵椭偏仪中，以获得适应该双旋转补偿器穆勒矩阵椭偏仪需求的相位延迟量，其特征在于，该相位延迟器由两斜方棱镜各以其一端的倾斜底面相互贴合形成对称结构而构成，通过选择相应折射率的棱镜材料以及确定斜方棱镜斜角，使入射的偏振光束经其中一个斜方棱镜另一端的倾斜底面垂直入射到该斜方棱镜，经其相对的两侧面依次进行全反射后通过两斜方棱镜的贴合面入射到另一斜方棱镜，再经该另一斜方棱镜的相对两侧面依次进行全反射后出射，即可得到该双旋转补偿器穆勒矩阵椭偏仪所需的相位延迟量。2.根据权利要求1所述的一种菲涅尔棱镜相位延迟器，其特征在于，所述偏振光束在两斜方棱镜内部各次反射所产生的相位延迟量相同，四次反射所产生的相位延迟量之和即为所述双旋转补偿器穆勒矩阵椭偏仪所需的相位延迟量。3.根据权利要求1或2所述的一种菲涅尔棱镜相位延迟器，其特征在于，其特征在于，所述的相位延迟量与斜方棱镜折射率以及斜方棱镜斜角之间的关系曲线δ0(n,α)如下：其中，δ0为偏振光束在棱镜内部单次反射所产生的相位延迟量，n为斜方棱镜在相应偏振光束波长下的折射率，α为斜方棱镜的斜角。4.根据权利要求3所述的一种菲涅尔棱镜相位延迟器，其特征在于，其特征在于，所述斜方棱镜的斜角α在所述曲线δ0(n,α)的下降区间段选择。5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种菲涅尔棱镜相位延迟器，其特征在于，其特征在于，根据所述斜方棱镜的斜角α可确定斜方棱镜的尺寸：其中L为所述斜方棱镜的长度，H为所述斜方棱镜的高度，A为所述斜方棱镜的通光孔径即倾斜底面边长。6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种菲涅尔棱镜相位延迟器，其特征在于，其特征在于，所述双旋转补偿器穆勒矩阵椭偏仪所需求的相位延迟量为127°。7.根据权利要求6所述的一种菲涅尔棱镜相位延迟器，其特征在于，其特征在于，所述斜方棱镜的斜角α的范围为66.7°-68.3°，优选为67.5°。8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种菲涅尔棱镜相位延迟器，其特征在于，其特征在于，所述斜方棱镜为各向同性的光学玻璃，也可以是各向同性的晶体材料。9.根据权利要求8所述的一种菲涅尔棱镜相位延迟器，其特征在于，其特征在于，所述晶体材料为融石英(FusedSilica)、非晶锗氧化物(FusedGermania)、BK7玻璃、K9玻璃和氟化钙中至少一种。10.一种双旋转补偿器穆勒矩阵椭偏仪，其特征在于，其包括权利要求1-9中任一项所述的菲涅尔棱镜相位延迟器。2CN103424881A说明书1/5页用于双旋转补偿器椭偏仪的菲涅尔棱镜相位延迟器技术领域[0001]本发明属于椭偏仪技术领域，具体涉及一种用于双旋转补偿器椭偏仪的菲涅尔棱镜相位延迟器。背景技术[0002]椭圆偏振测量技术是研究两媒质间界面或者薄膜中发生的现象及其特性的一种光学方法，其原理是利用偏振光束在界面或薄膜上的反射或透射时出现的偏振变换，包括相位差和振幅比。椭圆偏振仪（简称椭偏仪）是利用椭圆偏振测量技术发展起来的通用光学测量仪器。其基本原理是通过起偏器将特殊的椭圆偏振光投射到待测