CN100442031C - 消除极化相关性的光谱测量装置及其方法 - Google Patents
消除极化相关性的光谱测量装置及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100442031C CN100442031C CNB2004100747707A CN200410074770A CN100442031C CN 100442031 C CN100442031 C CN 100442031C CN B2004100747707 A CNB2004100747707 A CN B2004100747707A CN 200410074770 A CN200410074770 A CN 200410074770A CN 100442031 C CN100442031 C CN 100442031C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polarization
- measurement device
- spectral measurement
- delay element
- polarization dependence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title abstract description 8
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 79
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 27
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 27
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims description 10
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000007373 indentation Methods 0.000 claims description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 241001125929 Trisopterus luscus Species 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
本发明公开了消除极化相关性的光谱测量装置及其方法，包含一可产生一光束的光源、一可准直该光束的第一镜片、一设置于该光束的光路上的极化相位延迟组件、一可将该光束分离成不同波长的子光束的波长分离组件，以及一用以检测该子光束的强度的光检测器。该极化相位延迟组件可为一半波相位延迟波片或消色差半波相位延迟波片，用以调整该光束的一预定部分的极化角度。具体说来，该极化相位延迟组件将通过的光束的极化方向偏转90度。较佳地，该极化相位延迟组件是设置于该光源与该第一镜片之间或该第一镜片与该波长分离组件之间。
Description
技术领域
本发明是关于一种可消除极化相关性的光谱测量装置及其方法，特别是关于一种使用相位延迟波片将一半光束的极化角度偏转90度以消除极化相关性的光谱测量装置及其方法。
背景技术
图1显示分光组件的灵敏度与波长的关系图，其中曲线12是平行极化光的关系曲线，而曲线14则为垂直极化光的关系曲线。如图1所示，绕射光栅等分光组件的灵敏度是随着入射光的波长及极化方向而改变。由于光谱测量装置使用了许多分光组件，因此测量具有极化特性的光束(例如雷射)的光谱时，必须消除或减低因光束的极化方向改变所造成的影响。
US 5,080,486揭示一种利用双像极化组件(double-image polarizationdevice)消除极化相关性的技术。该双像极化组件可为一萨伐特板(Savartplate)，其是由两片具有相同厚度的晶体构成，可将入射光转换成二束重叠但极化方向互相垂直的光束以消除极化相关性。然，此一技术具有晶体对准及组装困难的缺点。另外，US 5,233,405揭示一种双重穿越单光仪，其是藉由将通过绕射光栅的绕射光的相位延迟90度，再进行分光以消除极化相关性。然而，此设计的效率较低，且降低了灵敏度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种使用相位延迟波片将一半光束的极化角度偏转90度以消除极化相关性的光谱测量装置及其方法。
为解决上述技术问题，本发明揭示一种消除极化相关性的光谱测量装置，其包含一可产生一光束的光源、一可准直该光束的第一镜片、一设置于该光束一半的部分光路上的极化相位延迟组件、一可将该光束分离成不同波长的子光束的波长分离组件以及一用于检测该子光束的强度的光检测器。该极化相位延迟组件可为一半波相位延迟波片或消色差半波相位延迟波片，用以偏转该光束的一半部分的极化角度90度。具体的，该极化相位延迟组件将通过的光束的极化方向偏转90度。较佳地，该极化相位延迟组件是设置于该光源与该第一镜片之间或该第一镜片与该波长分离组件之间。简言之，本发明消除极化相关性的方法是藉由将一极化光束的一半通过一极化相位延迟组件以将其极化方向偏移90度，进而消除其极化相关性。
附图说明
图1显示分光组件的灵敏度与波长的关系图；
图2示例本发明第一实施例的光谱测量装置；
图3示例该极化相位延迟组件的作用示意图；
图4示例本发明第二实施例的光谱测量装置；
图5示例本发明第三实施例的光谱测量装置；
图6示例本发明第四实施例的光谱测量装置。
附图标记说明：
| 12曲线 | 14曲线 |
| 40光谱测量装置 | 50光源 |
| 52光束 | 54光束限制组件 |
| 60第一镜片 | 62第二镜片 |
| 70极化相位延迟组件 | 72光轴 |
| 80波长分离组件 | 82子光束 |
| 84刻痕 | 90光检测器 |
具体实施方式
图2示例本发明第一实施例的光谱测量装置40。如图2所示，该光谱测量装置40包含一可产生一光束52的光源50、一可准直该光束52的第一镜片60、一设置于该光束52的光路上的极化相位延迟组件70、一可将该光束52分离成不同波长的子光束82的波长分离组件80、一用以检测该子光束82的强度的光检测器90，以及一设置于该波长分离组件80与该光检测器90间的第二镜片62。该第一镜片60及该第二镜片62可为一球面镜、一抛物面镜或一消色差二合镜片。此外，该光谱测量装置40可另包含一光束限制组件54，设置于该光源50与该第一镜片60之间。该光束限制组件54可为一光狭缝或一光纤纤芯。
图3示例该极化相位延迟组件70的作用示意图。该极化相位延迟组件70可为一半波相位延迟波片或消色差半波相位延迟波片，用以调整该光束52的一预定部分的极化角度。该波长分离组件80可为一具有若干条刻痕84的绕射光栅。如图3所示，该极化相位延迟组件70具有一光轴72，且该光轴72与该绕射光栅的刻痕84的夹角为45度。在通过该极化相位延迟组件70之前，该光束82的极化方向为垂直方向；在通过该极化相位延迟组件70之后，该光束82的极化方法转变为水平方向。亦即，该极化相位延迟组件70可将通过的光束52的极化方向偏转90度。
较佳地，该极化相位延迟组件70是设置于该光源50与该第一镜片60之间或该第一镜片60与该波长分离组件80之间。具体说来，本发明是将该光束52的一半通过该极化相位延迟组件70，而另一半的光束52则直接射向该波长分离组件80。例如，将图3所示的半波片切成两半，并将其下半部应用于本发明的光谱测量装置40。如此，该光束52的下半部在通过该极化相位延迟组件70时，其极化方向将被偏转90度。
下文将以半波片(极化相位延迟组件70)及绕射光栅(波长分离组件80)为例详述本发明的运作原理。将该光束52分成上下两部份，且将该半波片设置于下半部，其中该光束52的上半部的功率等于下半部的功率。光束功率可分解成S及P方向两向量，其中P为平行绕射光栅的刻痕方向，S为垂直光栅刻痕方向，即为分光(dispersion)方向。在未设置该半波片时，该光束52的功率可表示如下：
若将该半波片置于该光束52的光路上，则该光束52的功率可表示如下：
Pin′(λ)＝P上(λ，P)+P上(λ，S)+P下(λ，P)+P下(λ，S)
其中P下(λ，P)+P下(λ，S)的极化方向经由该半波片偏转90度，因此P下(λ，P)的极化方向已由P方向转为S方向，而P下(λ，S)的极化方向已由S方向转为P方向。令f(λ)为的P方向绕射效率，g(λ)为S方向绕射效率，该光束52通过该半波片后的功率为：
该光束52经过绕射光栅后的总能量Pout为S与P方向的绕射光能量总和。f(λ)及g(λ)为绕射光栅本身特性，为一常数。由以上的公式推导可知，Pout与Pin的关系为一固定数值。换言之，Pout与Pin的关系并不随极化能量不同而改变，因此本发明可达成消除极化效应的功能。简言之，本发明消除极化相关性的方法是藉由将一光束的一半通过一极化相位延迟组件以将其极化方向偏移90度，进而消除其极化相关性。
图2所示的光谱测量装置40是将该极化相位延迟组件70设置于该光源50与该第一镜片60之间。事实上，该极化相位延迟组件70亦可设置于该第一镜片60与该波长分离组件80之间(如图4所示)，仍可达成前述的功效。图2及图4所示的光谱测量装置40的第一镜片60及第二镜片62均采用凸面镜片。此外，该第一镜片60及该第二镜片62亦可采用凹面镜片，且二者与该波长分离组件80的相对位置亦可适当改变而仍保有前述的功能，如图5及图6所示。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
Claims (14)
1.一种消除极化相关性的光谱测量装置，其特征在于，包含：
一光源，可产生一光束；
一第一镜片，可准直该光束；
一极化相位延迟组件，设置于该光束一半的部分光路上，可偏转该光束的一半部分的极化角度90度；
一波长分离组件，可将该光束分离成不同波长的子光束；
一光检测器，用以检测该子光束的强度。
2.如权利要求1所述的消除极化相关性的光谱测量装置，其特征在于，所述极化相位延迟组件是一半波相位延迟波片。
3.如权利要求1所述的消除极化相关性的光谱测量装置，其特征在于，所述极化相位延迟组件是一消色差半波相位延迟波片。
4.如权利要求1所述的消除极化相关性的光谱测量装置，其特征在于，所述波长分离组件是一具有若干条刻痕的绕射光栅，该极化相位延迟组件具有一光轴，且该光轴与该刻痕的夹角为45度。
5.如权利要求1所述的消除极化相关性的光谱测量装置，其特征在于，所述极化相位延迟组件是设置于该光源与该第一镜片之间。
6.如权利要求1所述的消除极化相关性的光谱测量装置，其特征在于，所述极化相位延迟组件是设置于该第一镜片与该波长分离组件之间。
7.如权利要求1所述的消除极化相关性的光谱测量装置，其特征在于，所述第一镜片是一球面镜、一抛物面镜或一消色差二合镜片。
8.如权利要求1所述的消除极化相关性的光谱测量装置，其特征在于，其另包含一光束限制组件，设置于该光源与该第一镜片之间。
9.如权利要求8所述的消除极化相关性的光谱测量装置，其特征在于，所述光束限制组件是一光狭缝或一光纤纤芯。
10.如权利要求1所述的消除极化相关性的光谱测量装置，其特征在于，另包含一第二镜片，设置于该波长分离组件与该光检测器之间。
11.一种极化相关性的消除方法，其特征在于，藉由将一极化光束的一半部分的极化方向偏移90度，以消除其极化相关性。
12.如权利要求11所述的极化相关性的消除方法，其特征在于，该极化光束的一半通过一极化相位延迟组件以将其极化方向偏移90度。
13.如权利要求12所述的极化相关性的消除方法，其特征在于，该极化相位延迟组件是一消色差半波相位延迟波片。
14.如权利要求12所述的极化相关性的消除方法，其特征在于，该极化相位延迟组件是一半波相位延迟波片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100747707A CN100442031C (zh) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | 消除极化相关性的光谱测量装置及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100747707A CN100442031C (zh) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | 消除极化相关性的光谱测量装置及其方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1749712A CN1749712A (zh) | 2006-03-22 |
| CN100442031C true CN100442031C (zh) | 2008-12-10 |
Family
ID=36605286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2004100747707A Expired - Fee Related CN100442031C (zh) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | 消除极化相关性的光谱测量装置及其方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100442031C (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104655745A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-05-27 | 成都彼斯特生物科技有限公司 | 一种液相色谱分析仪 |
| JP6765866B2 (ja) * | 2016-06-15 | 2020-10-07 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | 偏光解消素子 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5080486A (en) * | 1989-09-12 | 1992-01-14 | Fujitsu Limited | Spectrum measuring equipment utilizing double-image polarizing element |
| US5233405A (en) * | 1991-11-06 | 1993-08-03 | Hewlett-Packard Company | Optical spectrum analyzer having double-pass monochromator |
| JPH09229771A (ja) * | 1996-02-21 | 1997-09-05 | Yokogawa Electric Corp | 分光装置 |
| US5886785A (en) * | 1996-10-02 | 1999-03-23 | Photonetics | Optical spectrum analyzer and process for analyzing the corresponding spectrum |
| US20020126385A1 (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-12 | Keisuke Asami | Tunable filter |
-
2004
- 2004-09-14 CN CNB2004100747707A patent/CN100442031C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5080486A (en) * | 1989-09-12 | 1992-01-14 | Fujitsu Limited | Spectrum measuring equipment utilizing double-image polarizing element |
| US5233405A (en) * | 1991-11-06 | 1993-08-03 | Hewlett-Packard Company | Optical spectrum analyzer having double-pass monochromator |
| JPH09229771A (ja) * | 1996-02-21 | 1997-09-05 | Yokogawa Electric Corp | 分光装置 |
| US5886785A (en) * | 1996-10-02 | 1999-03-23 | Photonetics | Optical spectrum analyzer and process for analyzing the corresponding spectrum |
| US20020126385A1 (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-12 | Keisuke Asami | Tunable filter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1749712A (zh) | 2006-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7324286B1 (en) | Optical beam steering and switching by optically controlled liquid crystal spatial light modulator with angular magnification by high efficiency PTR Bragg gratings | |
| EP2466281B1 (en) | Spectroscopic detector | |
| US11092486B2 (en) | Compact folded metasurface spectrometer | |
| US7605917B2 (en) | Spectrometer | |
| US6813018B2 (en) | Hyperspectral imager | |
| US9535309B2 (en) | Compensator system and method for compensating angular dispersion | |
| US8797529B2 (en) | Spectrometer design for aberration correction, simplified manufacture, and compact footprint | |
| JPWO2008149677A1 (ja) | チューナブルフィルタ、光源装置およびスペクトル分布測定装置 | |
| US7768642B2 (en) | Wide field compact imaging catadioptric spectrometer | |
| WO2010055735A1 (ja) | テラヘルツ波発生装置 | |
| US20180107006A1 (en) | Reflective laser line-beam generator | |
| CA2025204C (en) | Spectrum measuring equipment | |
| US9638635B2 (en) | Spectrometer for analysing the spectrum of a light beam | |
| CN100442031C (zh) | 消除极化相关性的光谱测量装置及其方法 | |
| TW200825386A (en) | Multi-channel imaging spectrometer | |
| US4541694A (en) | Acousto-optic scanners | |
| JP2004069927A (ja) | 偏光解消板並びに分光器及びポリクロメータ | |
| JP2008170850A (ja) | チューナブルフィルタ、光源装置、及びスペクトル分布測定装置 | |
| JP2001264168A (ja) | スペクトル分布測定用分光装置 | |
| JP6097412B2 (ja) | 光学装置 | |
| CN108362379B (zh) | 一种宽谱段高分辨率光谱色散方法及装置 | |
| US11333811B1 (en) | Optical device | |
| US20220155607A1 (en) | Polarisation separation device, differential interferometer and differential optical contrast microscope comprising such a device | |
| US4135820A (en) | Beam combining apparatus | |
| US10345148B1 (en) | Compact spectrometer with high spectral resolution |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20081210 Termination date: 20190914 |