CN103558188B

CN103558188B - 侦测装置及侦测方法

Info

Publication number: CN103558188B
Application number: CN201310288576.8A
Authority: CN
Inventors: 林子建
Original assignee: Fujian Huaying Display Technology Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Fujian Huaying Display Technology Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: CN103558188A

Abstract

本发明涉及一种侦测装置，包括一线性偏振光源、一旋转单元、一光侦测器、一处理单元以及一分光单元。线性偏振光源提供一线性偏振光。旋转单元使线性偏振光的偏振方向旋转，且光异向性样本反射线性偏振光以产生一反射光。光侦测器侦测反射光的强度。处理单元根据反射光的强度变化计算出光异向性样本的分子排列方向。分光单元配置于线性偏振光的传导路径上，并使部分线性偏振光穿透，而另一部分的线性偏振光反射。此外，一种侦测方法亦被提供。

Description

侦测装置及侦测方法

技术领域

本发明是有关于一种侦测装置与侦测方法，且特别是有关于一种可用以侦测光异向性样本的分子排列方向的侦测装置与侦测方法。

背景技术

材料表面的探测技术一直是现今尖端科技的发展重要课题之一，各国企业与政府挹注大量资金与人才以期进一步地了解各种材料表面的情况。然而，一般而言，表面分析技术随着所分析的尺度越来越小，而困难度越高。以目前发展已久的表面显微技术如电子扫描显微镜(Scanningelectronmicroscope，SEM)、原子力显微镜(Atomicforcemicroscope，AFM)以及X射线电子能谱仪(X-rayphotoelectronspectrometer，XPS)而言，在良好的侦测环境条件之下，其分辨率可达数个奈米(nanometer)。不过，其仪器不仅昂贵且体积庞大，亦有着试片制作不易与操作不易等缺点。

举例而言，电子扫描显微镜需对样本事先作表面镀金或镀银等表面改质，可能对样本造成不可逆的伤害。另一方面，原子力显微镜虽可不需事先对样本作处理，然而其侦测的范围太小以及侦测速度太慢，对于表面面积较大的样本难以作有效率的全面性量测。而X射线电子能谱仪所能测量的样本尺寸有所限制，并且亦可能需要事先对样本做复杂的表面处理以达到较佳的影像分辨率。

而上述量测方法可能无法应用在某些透明材质的量测上，例如，液晶显示面板中的光配向膜。由于光配向膜的分子排列方向决定性地影响光配向膜的效果，并进而影响到液晶显示面板的显示质量好坏，在完成光配向模的制作后必须藉由合适的量测方法确实地量测光配向膜的分子排列方向。此时，为了使光配向膜在经过测量后仍能使用，不便对光配向膜做镀金等表面处理。因此，无法使用电子扫描显微镜来量测。再者，若使用原子力显微镜测量配向膜的表面分子排列方向，又具有速度过慢以及测量范围太小等缺点而可能影响生产效率。因此，如何在不伤害样本的条件下快速且准确地测量配向膜等材质的表面分子排列方向成为亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明提供一种侦测装置，用以侦测具有光异向性的样本的分子排列方向。

本发明提供一种侦测方法，用以侦测具有光异向性的样本的分子排列方向。

本发明提出一种侦测装置，适于侦测一光异向性样本的分子排列方向，侦测装置包括一线性偏振光源、一旋转单元、一光侦测器、一处理单元以及一分光单元。线性偏振光源提供一线性偏振光。旋转单元使照射于光异向性样本的线性偏振光的偏振方向在光异向性样本被照射平面上旋转，且光异向性样本反射线性偏振光以产生一反射光。光侦测器配置于反射光的传递路径上，并侦测反射光的强度。处理单元根据光侦测器所侦测到的反射光的强度变化计算出光异向性样本的分子排列方向。分光单元配置于线性偏振光的传导路径上，分光单元使部分线性偏振光穿透，并使另一部分的线性偏振光反射。

在本发明的一实施例中，侦测装置更包括一相位延迟片配置于穿透分光单元的线性偏振光的传递路径上，相位延迟片的一快轴透过旋转单元的操作而旋转。

在本发明的一实施例中，上述的旋转单元为一旋转镜座，相位延迟片配置于旋转单元上，旋转单元带动相位延迟片旋转以改变线性偏振光的偏振方向。

在本发明的一实施例中，上述的线性偏振光源包括一发光单元以及一线性偏振单元。发光单元提供一光束。线性偏振单元配置于光束的传递路径上，光束通过线性偏振单元而形成线性偏振光。

在本发明的一实施例中，上述的线性偏振光的偏振方向与光异向性样本的被照射平面上的一参考轴的夹角为θ，而光异向性样本的分子排列方向与参考轴的夹角为A，反射光的反射率R的变化关系满足下式：

其中，n_e代表光异向性样本在光异向性样本的分子排列方向上的折射率，n₀代表光异向性样本在垂直于光异向性样本的分子排列方向上的折射率。

在本发明的一实施例中，侦测装置更包括一孔径光阑，配置于分光单元与光侦测器之间，至少部分反射光通过孔径光阑而传递至光侦测器。

在本发明的一实施例中，上述的相位延迟片为一二分之一波片。

在本发明的一实施例中，上述的相位延迟片的可旋转角度范围为180度的整数倍。

在本发明的一实施例中，上述的线性偏振光源为一雷射光源。

本发明提出一种侦测方法，包括进行一照射与侦测流程、进行一旋转流程、进行一统计流程以及进行一分析流程。照射与侦测流程包括将一线性偏振光照射于光异向性样本上，并接收光异向性样本反射线性偏振光的反射光。旋转流程包括使线性偏振光的偏振方向在光异向性样本的被照射平面上旋转一旋转角度。统计流程包括在对光异向性样本重复地进行照射与侦测流程以及旋转流程之后，统计光异向性样本的反射光的强度与旋转角度的一变化关系。并且，分析流程包括藉由上述变化关系，推算光异向性样本的分子排列方向。

在本发明的一实施例中，上述的线性偏振光的偏振方向与平行于光异向性样本的被照射平面上的一轴的夹角为θ，而光异向性样本的分子排列方向与被照射平面上的轴的夹角为A，反射光的反射率R的变化关系满足下式：

在本发明的一实施例中，上述的使线性偏振光的偏振方向在光异向性样本的被照射平面上旋转的流程包括使配置于线性偏振光传导路径上的一相位延迟片旋转以改变线性偏振光照射于光异向性样本的被照射平面上的偏振方向。

在本发明的一实施例中，侦测方法可更包括将一分光单元配置于线性偏振光的传导路径上，并使分光单元将线性偏振光与反射光的光线路径分开。以及使这些反射光在通过一孔径光阑后被一光侦测器侦测。

基于上述，本发明的实施例中的侦测装置利用旋转单元旋转线性偏振光的偏振方向并使线性偏振光照射光异向性样本。此时，藉由侦测反射光的强度随着入射的线性偏振光的偏振方向不同而变化，可推算光异向性样本的分子排列方向。并且，本发明的实施例中的侦测方法中接收线性偏振光以多个不同偏振方向照射于光异向性样本上所反射的多个反射光，并可藉由这些反射光随着不同线性偏振光的偏振方向的强度变化可推算光异向性样本的分子排列方向。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的一实施例中的侦测装置的示意图。

图2绘示出图1实施例中的分子排列方向与偏振方向位于被照射平面上的示意图。

图3是依照图1实施例中的侦测装置侦测光配向膜的反射率对应线性偏振光的偏振方向的数据与你核曲线的示意图。

图4是利用图1实施例中的侦测装置侦测反射式增亮膜的分子排列方向相对线性偏振光的偏振方向的数据图。

图5是利用图1实施例中的侦测装置侦测光配向样本的分子排列方向相对线性偏振光的偏振方向的数据图。

图6是本发明的另一实施例中的侦测方法的流程图。

【主要组件符号说明】

10：光异向性样本

100：侦测装置

110：线性偏振光源

112：发光单元

114：线性偏振单元

120：旋转单元

130：光侦测器

140：处理单元

150：分光单元

160：相位延迟片

170：孔径光阑

A、θ：夹角

B、B’：线性偏振光

BR：反射光

E_sr、E_si、E_pr、E_pi、E_or、E_oi、E_er、E_ei：电场

F：快轴

G：旋转中心

I_sr、I_si、I_pr、I_pi、I_or、I_oi、I_er、I_ei：光强度

L：光束

M：分子排列方向

N：偏振方向

n₁、n₂、n_e、n_o：折射率

R、R_s、R_p、R_e、R_o：反射率

RP：被照射平面

S100、S200、S300、S400：步骤

V：拟合曲线

V1、V2、U1、U2：曲线

Δθ1、Δθ2：角度差

ψ：旋转角度。

具体实施方式

图1是本发明的一实施例中的侦测装置的示意图，图2绘示出图1实施例中的分子排列方向与偏振方向位于被照射平面上的示意图，请先参照图1，在本实施例中，侦测装置100适于侦测一光异向性样本10的分子排列方向，侦测装置100包括一线性偏振光源110、一旋转单元120、一光侦测器130以及一处理单元140。

线性偏振光源110提供一线性偏振光B，其中线性偏振光源110例如是雷射光源，然本发明不以此为限。旋转单元120的设置使照射于光异向性样本10的线性偏振光B的偏振方向N在光异向性样本10的被照射表面RP上旋转，且光异向性样本10反射线性偏振光B以产生一反射光BR。光侦测器130配置于反射光BR的传递路径上，并侦测反射光BR的强度。处理单元140根据光侦测器130所侦测到的反射光BR的强度变化计算出光异向性样本10的分子排列方向。

由于反射光BR的光强度会随着照射于光异向性样本10上的线性偏振光B的偏振方向的改变而有所变化，光侦测器130可接收此一变化，并且处理单元140可做进一步的分析以推算光异向性样本10的分子排列方向。其中，有关于处理单元140对反射光BR的光强度的分析将于后续说明。

详细而言，参照图1与图2，在本实施例中，侦测装置100可更包括一分光单元150与一相位延迟片160。分光单元150可配置于线性偏振光B的传导路径上，且分光单元150使部分线性偏振光B穿透，并使另一部分的线性偏振光B’反射。相位延迟片160则配置于穿透分光单元150的线性偏振光B的传递路径上。

在本实施例中，分光单元150的反射率(reflectance)与穿透率(transmittance)几乎不随入射光的偏振方向改变。因此，只要线性偏振光源110提供强度固定的线性偏振光B，照射在光异向性样本10的被照射表面RP上的光线强度大致上不会改变。换言之，即使设置有分光单元150，侦测装置100可以使用固定强度的光线照射于要侦测的样本上。

在本实施例中，相位延迟片160可配置在旋转单元120上，且旋转单元120与相位延迟片160例如平行于X轴-Y轴平面而设置，也就是大约平行于光异向性样本10的被照射表面RP。旋转单元120可以在X轴-Y轴平面上以旋转中心G为旋转中心转动，并带动相位延迟片160转动。此时，相位延迟片160的一快轴F可以在X轴-Y轴平面上旋转。

当线性偏振光B通过分光单元150而传递到相位延迟片160上时，线性偏振光B可能受到相位延迟片160的作用而发生偏振状态的改变。在本实施例中，相位延迟片160例如是二分之一波片。因此，具有第一线性偏振方向的线性偏振光B入射于相位延迟片160后仍具有线性偏振特性，并且穿过相位延迟片160的线性偏振光B可以具有一第二线性偏振方向。一般来说，第一线性偏振方向与相位延迟片160的快轴F的夹角会等于第二线性偏振方向与相位延迟片160的快轴F的夹角。相位延迟片160的快轴F一但旋转一角度，第二线性偏振方向将伴随着旋转而偏离于第一线性偏振方向。

上述方式将相位延迟片160可配置在旋转单元120上来旋转线性偏振光B的偏振方向仅是举例说明之用。在其它实施例中，亦可藉由将光异向性样本10配置于旋转单元120上转动而固定线性偏振光B的偏振方向，使得光异向性样本10与线性偏振光B的偏振方向产生相对转动，而亦可达到与本实施例相似的功效，本发明不以此为限。

此外，在本实施例中，侦测装置100可更包括一孔径光阑170，配置于分光单元150与光侦测器130之间，并且至少部分反射光BR通过孔径光阑170而传递至光侦测器130。举例而言，光传感器130可以是光耦合组件(ChargeCoupledevice，CCD)或是互补式金属氧化物半导体传感器(Complementarymetaloxidesemiconductorsensor，CMOSsensor)，孔径光阑170可为一光圈(Iris)，然而本发明不以此为限。由于线性偏振光B在传递路径上所通过的组件可能部分反射线性偏振光B而形成多个散射光，光传感器130接收到这些散射光可能会影响侦测结果。因此，孔径光阑170的设置可遮蔽这些散射光而可进一步地提升测量的精准度。

更详细而言，在本实施例中，线性偏振光源110可包括一发光单元112以及一线性偏振单元114。发光单元112提供一光束L。线性偏振单元114配置于光束L的传递路径上，光束L通过线性偏振单元114而形成线性偏振光B。其中，线性偏振光B在不同偏振角度下入射光异向性样本10时所获得的反射率(反射光BR强度)有一变化关系，将如下推导。

首先，根据Fresnel方程式如下：

(1)

其中，n₁及n₂分别为入射光及穿透光所处介质的折射率，而θ_i及θ_t则分别为入射角及折射角，R_s及R_p即分别为s偏振入射光(电场偏振方向垂直于入射面(planeoflightincident)的偏振光)与p偏振入射光(电场偏振方向平行于入射面的偏振光)的反射率。其中，反射率R_s是s偏振的反射光的光强度I_sr与s偏振的入射光的光强度I_si的比值，并且s偏振的反射光的光强度I_sr可正比于s偏振的反射光的电场E_sr的平方值且s偏振的入射光的光强度I_si可正比于s偏振的入射光的电场E_si的平方值。另一方面，反射率R_p是p偏振的反射光的光强度I_pr与p偏振的入射光的光强度I_pi的比值，并且p偏振的反射光的光强度I_pr可正比于p偏振的反射光的电场E_pr的平方值且p偏振的入射光的光强度I_pi可正比于p偏振的入射光的电场E_pi的平方值。由上式可知，反射率与入射面的介质折射率息息相关，而折射率又与反射面的分子排列的规律性有关。为了简化设备与公式，在本实施例中，可将线性偏振光B以垂直入射的方式照射于光异向性样本10，并且反射率的公式可简化如下，其中R₀所代表的物理意义实值上等同于入射的光线是垂直入射时上述式子中R_s的意义，而R_e所代表的物理意义射值上等同于入射的光线是垂直入射时上述式子中R_p的意义。

(2)

其中，n₀及n_e可分别用以表示s偏振入射光及p偏振入射光在入射面上的反射率。换言之，当不同偏振方向的入射光照射于具有特定分子排列方向性的样本(如本实施例中的光异向性样本)时，样本对不同偏振方向的入射光的折射率有n_e(对应s偏振入射光)及n_o(对应p偏振入射光)之别。因此，不同偏振方向的入射光被样本反射后的光反射率亦会有R_o(亦即入射光的偏振方向与样本的分子排列方向平行所产生的反射光)以及R_e(亦即入射光的偏振方向与样本的分子排列方向垂直所产生的反射光)之别，其中，光强度I_or可理解为光线垂直入射样本时的光强度I_sr，光强度I_oi可理解为光线垂直入射样本时的光强度I_si，光强度I_er可理解为光线垂直入射的光强度I_pr，且光强度I_ei可理解为光线垂直入射的光强度I_pi。并且，电场E_or可理解为光线垂直入射的电场E_sr，电场E_oi可理解为光线垂直入射的电场E_si，电场E_er可理解为光线垂直入射的电场E_pr，且电场E_ei可理解为光线垂直入射的电场E_pi，在此不再赘述。

更进一步而言，在本实施例中，线性偏振光B的偏振方向N与光异向性样本10的被照射平面RP(亦即平行于图2中的X轴与Y轴平面)上的一轴(在此例如是图2中的X轴)的夹角为θ，而光异向性样本10的分子排列方向M与被照射平面RP上的一轴(在此例如是图2中的X轴)的夹角为A。反射光BR的反射率总和可推算如下式：

(3)

	(4)
			(5)

并可藉由合并(2)式与(3)式推得下式：

(6)

并且，(2)式可透过移项而变化为下式：

(7)

然后，将(3)式、(6)式与(7)式代入(5)式后可推得下式：

(8)

藉此，可以推得反射率R相对于入射光(亦即本实施例中通过相位延迟片160之后的线性偏振光B)的偏振方向(亦即偏振方向N)与样本的分子排列方向(亦即本实施例中分子排列方向M)的关系，其关系如下式：

(9)

其中，n_e代表光异向性样本10在光异向性样本10的分子排列方向M上的折射率，n₀代表光异向性样本10在垂直于光异向性样本10的分子排列方向M上的折射率。简言之，侦测装置100可藉由将不同偏振方向N的线性偏振光B入射光异向性样本10，再侦测每一个反射光BR的强度以推算出反射率R对应线性偏振光B的不同偏振方向N的变化，并可藉此更进一步地推算出夹角θ与夹角A的关系。

在本实施例中，相位延迟片的可旋转角度范围为180度的整数倍。换言之，可将线性偏振光B的偏振角度N旋转扫描所有角度以检验光异向性样本10的分子排列方向M，藉此侦测装置100可在不需对样本事先作镀金等表面改质亦不需花费大量时间的情况下有效准确地检验光异向性样本10的分子排列方向M。另外，被检验过的光异向性样本10可直接进行后续组装或其它用途，这有利于检验的效率及提升检验准确性。

举例而言，在检测显示面板的光配向膜的应用中，在组装整个显示面板之前，即可利用侦测装置100快速准确地检验光配向膜的配向方向(亦即分子排列方向)，而可避免在组装显示面板完成后才发现光配向膜并未良好配向而必须报废组装完成的整个面板所造成的浪费及成本的增加。此外，侦测装置100亦可应用在导光板上的光学微结构或是反射式增亮膜(DualBrightnessEnhancementFilm，DBEF)的微结构，然而本发明不以此为限。

更详细而言，图3是依照图1实施例中的侦测装置侦测光配向膜的反射率对应线性偏振光的偏振方向的数据与拟合曲线的示意图。请参照图1与图3，在本实施例中，侦测装置100可在旋转单元120将相位延迟片160旋转时，利用光传感器130侦测每一个转动角度时光异向性样本10所反射的反射光BR强度并送至处理单元140以纪录其反射率R。其中，由于从线性偏振光源110发出的线性偏振光B的偏振方向M可设计为已知的数据(例如可预设线性偏振光B的偏振方向为平行于X轴)，并且相位延迟片160的延迟相位与快轴F方向亦可知(例如使用二分之一波片)。藉此，角度θ(为已知)与反射率(经测量而得的多个数据)的关系可绘示如图3中的多个数据点H。接着，处理单元140可计算出这些数据点H的拟合曲线(fittingcurve)进而可推得夹角A、折射率n_o以及折射率n_e的数值。其中，拟合曲线V的方程式如下式：

其中，B与C为比例常数，而D为折射率n_o，且E为折射率n_e。举例而言，在本实施例中，图3中的这些数据点H可藉由拟合曲线V推算如下表1的数据：

A	B	C	D	E
					93.8	32.3	-0.548	1.27	1.33

由上述表中可得知，在本实施例中，图3所测量的光配向膜的配向方向(亦即分子排列方向)约为93.8度，与实际上光配向膜的分子排列方向96.7度相近。藉此，侦测装置100可在不需事先对样本作处理的情况下，快速地检测光异向性样本10的表面分子排列方向，可提升检验效率以及减少检验损耗。同时，侦测装置100的结构不大、易于制造与操作且制作成本相较其它表面检验仪器低廉，可使得一般操作人员能够以更低廉的价格与更直觉性的操作测量样本。

图4是利用图1实施例中的侦测装置侦测反射式增亮膜的分子排列方向相对线性偏振光的偏振方向的数据图。请参照图4，图4中的数据包括第一组数据所形成的曲线V1与第二组数据所形成的曲线V2。其中，第一组数据与第二组数据分别来自同一反射式增亮膜的两种摆放方式的测量值，第二种摆放方式是将第一种摆放方式的反射式增亮膜旋转约90度。其中，曲线V1数据中的最高点(约为40度)与最低点(约为130度)的角度差Δθ1约为90度，且曲线V2数据中的最低点(约为40度)与最高点(约为130度)的角度差Δθ2亦约为90度，并且曲线V1与曲线V2的相位差亦约为90度。此一结果与实际状况符合。换言之，在本实施例中，侦测装置100可快速地藉由测量反射光R的强度对应入射光的偏振方向(亦即图2中的线性偏振光B的偏振方向N)变化，进而快速地可得知光异向性样本10表面的分子排列方向的改变，可节省大量时间与费用，有利于提升检验效率。

图5是利用图1实施例中的侦测装置侦测光配向样本的分子排列方向相对线性偏振光的偏振方向的数据图。请参照图5，图5中的数据包括由第一组数据所形成的曲线U1与第二组数据所形成的曲线U2。其中，第一组数据来自侦测装置100侦测一具有配向结构的光配向膜的测量值，其中此光配向膜的光配向角度(即分子排列方向)与图3实施例中的光配向膜相同，而第二组数据来自侦测装置100侦测一不具有光配向结构的透明薄膜的测量值。由图5可发现，曲线U2随着入射光的偏振方向(亦即图2中的线性偏振光B的偏振方向N)的角度变化没有显著差异。而曲线U1中随着入射光的偏振方向的角度变化有着显著差异，并于约94度角度之处有最大值。在线性偏振光B的偏振角度θ为已知的情况下，亦可根据前式可得知此光配向膜的配向方向。更进一步而言，详细的配向方向的计算方式可利用如图3的拟合方式计算而得知，在此不再赘述。值得注意的是，在本实施例中所述的配向角度以及旋转角度等是以图2中的X轴为参考轴，然本发明并不以此为限。

图6是本发明的另一实施例中的侦测方法的流程图，请参照图6，在本实施例中，侦测方法适于侦测一光异向性样本的分子排列方向，并且其详细的实施装置可参照图1实施例中的侦测装置。在本实施例中，侦测方法可包括进行一照射与侦测流程、进行一旋转流程、进行一统计流程以及进行一分析流程。照射与侦测流程包括将一线性偏振光B照射于光异向性样本10上，并接收光异向性样本10反射线性偏振光B的反射光BR(步骤S100)。旋转流程包括使线性偏振光B的偏振方向N在光异向性样本10的被照射平面RP上旋转一旋转角度ψ(步骤S200)。统计流程包括在对光异向性样本10重复地进行照射与侦测流程以及旋转流程之后，统计光异向性样本10的反射光BR的强度与旋转角度ψ的一变化关系(步骤S300)。并且，分析流程包括藉由上述变化关系，推算光异向性样本10的分子排列方向M(步骤S400)。其中，线性偏振光B例如为一雷射光，并且旋转角度ψ亦即为图2实施例中所述的角度θ。藉此，侦测方法可在不需对样本事先做处理的情况下，快速地藉由反射率随着侦测光不同的偏振方向的改变而检验光异向性样本的分子排列方向。其中，有关于详细的实施装置与优点可参照图1至图5实施例所述，在此不在赘述。并且，反射光的反射率R变化关系将如后述。

详细而言，在本实施例中，线性偏振光B的偏振方向N与平行于光异向性样本10的一被照射平面RP上的X轴的夹角为θ，而光异向性样本10的分子排列方向M与被照射平面RP上的X轴的夹角为A，反射光BR的反射率R的变化关系满足下式：

其中，n_e代表光异向性样本10在光异向性样本10的分子排列方向M上的折射率，n₀代表光异向性样本10在垂直于光异向性样本10的分子排列方向M上的折射率。有关于上式的推导方式以及测量的实施范例请参照图1至图5的实施例中所述，在此不再赘述。因此，藉由侦测反射光R的反射率随着入射光的偏振方向的变化，可不需事先对光异向性样本10做处理，而亦可快速准确地检验光异向性样本10上的分子排列方向。

更详细而言，在本实施例中，使线性偏振光B的偏振方向N在光异向性样本10的被照射平面RP上旋转一定旋转角度ψ的流程更包括使配置于线性偏振光B传导路径上的一相位延迟片160旋转以改变线性偏振光B照射于光异向性样本10的被照射平面RP上的偏振方向N。并且，侦测方法可更包括将一分光单元150配置于线性偏振光B的传导路径上，并使分光单元150将线性偏振光B与反射光BR的光线路径分开，并使这些反射光BR在通过一孔径光阑170后被一光侦测器130侦测。其中，其中，孔径光阑170与分光单元150的详细功效与叙述请参照图1实施例中所述，在此不在赘述。

综上所述，本发明的实施例的侦测装置可利用旋转单元使线性偏振光照射光异向性样本的偏振方向改变，并藉由侦测反射光随着不同线性偏振光的偏振方向的强度变化，可推算光异向性样本的分子排列方向，可节省成本、易于操作并可提升侦测效率。并且，本发明的实施例中的侦测方法中藉由接收线性偏振光以多个旋转角度照射于光异向性样本上所反射的多个反射光，以推算光异向性样本的分子排列方向。藉此可在不需对光异向性样本作事先处理的情况下，快速准确地检验其分子排列方向。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种侦测装置，适于侦测一光异向性样本的分子排列方向，其特征在于该侦测装置包括：

一线性偏振光源，提供一线性偏振光；

一旋转单元，用以使照射于该光异向性样本的该线性偏振光的偏振方向在该光异向性样本的被照射平面上旋转，且该光异向性样本反射该线性偏振光以产生一反射光；

一光侦测器，配置于该反射光的传递路径上，并侦测该反射光的强度；

一处理单元，根据该光侦测器所侦测到的该反射光的强度变化计算出该光异向性样本的分子排列方向；以及

一分光单元，配置于该线性偏振光的传导路径上，该分光单元使部分该线性偏振光穿透，并使另一部分的该线性偏振光反射；

其中，更包括一相位延迟片，配置于穿透该分光单元的该线性偏振光的传递路径上，该相位延迟片的一快轴透过该旋转单元的操作而旋转；

其中该旋转单元为一旋转镜座，该相位延迟片配置于该旋转单元上，该旋转单元带动该相位延迟片旋转以改变该线性偏振光的偏振方向；

其中该线性偏振光源包括：

一发光单元，提供一光束；以及

一线性偏振单元，配置于该光束的传递路径上，该光束通过该线性偏振单元而形成该线性偏振光；

其中该线性偏振光的该偏振方向与该光异向性样本的该被照射平面上的一参考轴的夹角为θ，而该光异向性样本的分子排列方向与该参考轴的夹角为A，该反射光的反射率R满足下式：

其中，n_e代表该光异向性样本在该光异向性样本的分子排列方向上的折射率，n₀代表该光异向性样本在垂直于该光异向性样本的分子排列方向上的折射率。

2.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于：更包括一孔径光阑，配置于该分光单元与该光侦测器之间，至少部分所述该光异向性样本反射该线性偏振光以产生的一反射光通过该孔径光阑而传递至该光侦测器。

3.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于：其中该相位延迟片为一二分之一波片。

4.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于：其中该相位延迟片的可旋转角度范围为180度的整数倍。

5.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于：其中该线性偏振光源为一雷射光源。

6.一种侦测方法，适于侦测一光异向性样本的分子排列方向，其特征在于；该侦测方法包括进行一照射与侦测流程、进行一旋转流程、进行一统计流程以及进行一分析流程，该照射与该侦测流程包括将一线性偏振光照射于该光异向性样本上，并接收该光异向性样本反射该线性偏振光的一反射光，该旋转流程包括使该线性偏振光的偏振方向在该光异向性样本的一被照射平面上旋转一旋转角度，该统计流程包括在对该光异向性样本重复地进行该照射与侦测流程以及该旋转流程之后，统计该光异向性样本的该反射光的强度与该旋转角度的一变化关系，并且该分析流程包括藉由上述变化关系，推算光异向性样本的分子排列方向；

其中该线性偏振光的该偏振方向与平行于该光异向性样本的一被照射平面上的一轴的夹角为θ，而该光异向性样本的分子排列方向与该被照射平面上的该轴的夹角为A，该反射光的反射率R的该变化关系满足下式：

7.根据权利要求6所述的侦测方法，其特征在于：其中使该线性偏振光的偏振方向在该光异向性样本的该被照射平面上旋转该旋转角度的流程更包括使配置于该线性偏振光传导路径上的一相位延迟片旋转以改变该线性偏振光照射于该光异向性样本的该被照射平面上的偏振方向。

8.根据权利要求7所述的侦测方法，其特征在于：更包括将一分光单元配置于该线性偏振光的传导路径上，并使该分光单元将该线性偏振光与该反射光的光线路径分开；以及

使这些该反射光在通过一孔径光阑后被一光侦测器侦测。