CN108918412A - 光学材料用光学分析仪器及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学材料用光学分析仪器及测试方法，该分析仪器，包括：激光光源、样品平台和主探测器，光学样品设置于样品平台上，激光光源与光学样品的入光面光路连接；主探测器与光学样品的出光面光路连接，样品平台包括加载装置，加载装置向光学样品加载至少一种外场。可实现通过测量光学样品的折射率参数和二阶非线性信号来研究光学材料中的相变或者畴结构变化。本发明的另一方面还提供了一种该分析仪器的测试方法。

Description

光学材料用光学分析仪器及测试方法

技术领域

本发明涉及一种光学材料用光学分析仪器及测试方法，属于材料性能测试领域。

背景技术

光学材料的门类众多，应用广泛，如光学玻璃、光学晶体、光学薄膜等等。随着人类社会的进步，对各种先进光学材料的需求也在不断增长，例如铁电光学材料，其在光信息处理、先进光学器件等领域表现出极大的应用潜力，无论是国防还是民用方面，市场前景巨大。而探索具有优异性能的铁电光学材料，不仅有赖于新材料的合成，还需要能检测材料性能的测试手段进行辅助，才能实现对材料的有效分析和评价。

现有研究中经常涉及对材料相变的研究，材料的应用领域常由其相变特性决定。材料的相变情况，是评价材料性能优劣的重要指标。由于材料内部结构的改变可能伴随相变发生变化，对于光学材料来说，内部结构的改变会对该材料的光学参数产生显著影响，如从有心结构转变为无心结构、从各向异性转变为各向同性等。同样，存在于部分光学材料中的畴结构，其畴的分布取向，同样会对光学材料的光学性能产生极大的影响，而且还存在有序度的问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种结构简单、易于操作的光学材料用光学分析仪器。通过在光学材料上施加可调的外场，以激光照射测量样品，使用光学探测仪器采集光学材料出射的激光信号，得到测量光学样品的折射率和二阶非线性信号，并以此来研究光学材料中的相变或者畴结构变化。为光学材料的研究，提供了简便的检测仪器。

所述光学材料用光学分析仪器，包括：激光光源、样品平台和主探测器，光学样品设置于所述样品平台上，所述激光光源与所述光学样品的入光面光路连接；所述主探测器与所述光学样品的出光面光路连接，所述样品平台包括加载装置，所述加载装置向所述光学样品加载至少一种外场。

优选地，光学材料用光学分析仪器还包括：系统光路，所述系统光路设置于所述激光光源和所述光学样品的入光面的连接光路中，所述系统光路包括：第一偏振光学器件、光阑和平行光管，所述激光光源与所述第一偏振光学器件光路连接；所述第一偏振光学器件与所述光阑光路连接；所述光阑与所述平行光管光路连接；所述平行光管与所述光学样品的入光面光路连接。

优选地，系统光路还包括：半透/半反射镜和辅助探测器，所述半透/半反射镜与所述平行光管光路连接；入射和/或反射进入所述半透/半反射镜的激光与所述辅助探测器光路连接；透射所述半透/半反射镜的激光与所述光学样品光路连接。

优选地，激光光源的能量强度＞0；所述激光光源为紫外激光、可见波长激光或近红外激光中的至少一种。

优选地，样品平台绕所述样品平台中心轴旋转，并能读取转动角度的度数。

优选地，外场为温度场和/或电压场。

优选地，加载装置包括：温场装置和供电装置，所述温场装置设置于所述样品平台上，并调节所述光学样品的温度；所述供电装置设置于所述样品平台上，并向所述光学样品供电。

优选地，温场装置为电阻加热元件，所述电阻加热元件提供的温场为室温～500℃；或所述温场装置为半导体元件，所述半导体元件提供的温场为-20～100℃；或所述温场装置为液氮，所述液氮提供的温场为-100℃～室温。

优选地，所述供电装置提供的电场为0～10000V。

优选地，光学材料用光学分析仪器还包括：主探测器平台和第二偏振光学器件，所述第二偏振光学器件设置于所述主探测器与所述光学样品出光面相连的光路上；所述第二偏振光学器件与所述主探测器设置于所述主探测器平台上；所述主探测器平台以所述光学样品为轴心绕所述光学样品旋转。

本发明的又一方面提供了一种采用如上述的光学材料用光学分析仪器进行光学材料测试的方法，包括以下步骤：

步骤S100：向所述光学样品加载外场；

步骤S200：激光照射所述光学样品，获取所述光学样品出光面的光学信息；

步骤S300：调节所述外场，按光学检测方法对所述光学信息进行分析，得到所述光学晶体的双折射点和/或折射率随所述外场的变化，分析所述变化得到各所述外场对应的所述光学样品的相变或畴结构变化。

本发明的有益效果包括但不限于：

(1)本发明所提供的光学材料用光学分析仪器，通过将光学材料制成样品器件后，置于样品平台上，施加外场，并以激光光源照射测量样品。再通过光学探测仪器采集激光信号，主要通过测量光学样品的折射率参数和二阶非线性信号来研究光学材料中的相变或者畴结构变化。通过对光学材料的折射率参数和二阶非线性光学信号的测量，能够精确反应光学材料内部结构的变化。精密测定光学材料的折射率参数和非线性信号，实现实时观察分析光学材料的相变过程或畴结构的变化。

(2)本发明所提供的光学材料测试方法，操作简便，结果准确性高。

附图说明

图1是本发明提供的第一优选实施例中光学材料用光学分析仪器的结构示意图；

图2是本发明提供的第二优选实施例中光学材料用光学分析仪器的结构示意图；

图3是本发明提供的第三优选实施例中光学材料用光学分析仪器的结构示意图。

部件和附图标记列表：

具体实施方式

下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。

参见图1，本发明提供的光学材料用光学分析仪器，包括：激光光源10、样品平台33和主探测器53。光学样品40设置于所述样品平台33上，所述激光光源10与所述光学样品40的入光面光路连接；所述主探测器53与所述光学样品40的出光面光路连接，所述样品平台33包括加载装置，所述加载装置向所述光学样品40加载至少一种外场。

本文中加载外场是指向光学样品40上负载可负载的外场。外场包括但不限于电场、热场、光场、压力场、磁场等物理量场。加载装置可以为各类施加物理量时常用的装置，例如温场装置。加载装置可以安装于光学样品40的任何位置，仅需能实现对光学样品40的加载即可。本发明提供的光学材料用光学分析仪器尤其适用于检测光学材料的相变及畴结构变化情况。光学材料用光学分析仪器通过向待检测光学样品40射出激光。激光入射光学样品40后，一方面可以通过主探测器53获取光学样品40的折射率等参数。同时通过在样品平台33上设置的加载装置对光学样品40施加各种条件的变化，例如温度、电压、电流强度。从而测得光学样品40在不同的环境参数条件下，光学样品40的折射率参数和二阶非线性信号，并借此来研究光学材料的相变或者畴结构变化。可根据光学分析的需要在激光光源10与样品平台33连接的光路上设置偏振器、光阑、平行光管及相关的光学器件。线性或非线性信号可以为从光学样品40透射，或光学样品40反射进入主探测器53的激光。

光学材料用光学分析仪器的分析测试对象为光学材料的相变过程或畴结构变化。光学材料的相变过程中可能的内部结构变化会改变其物理特性，通过主探测器53观测到相关的物理量变化，如从各向同性结构转变为各向异性结构，光学材料会从光学均质体转变为具有双折射特性，以本发明设计的光学分析仪器，能够精确测量相变过程中光学折射率的变化，从而准确把握光学材料在不同外场参数下，对应的内部结构变化情况。例如，光学材料在从有心结构转变为无心结构时，以激光光源10照射光学样品40，产生的二阶非线性信号也会发生相应的变化，二阶非线性信号能够为主探测器53捕捉。对于光学材料中的畴结构，其折射率信息和二阶非线性信号也与畴的大小、分布取向密切相关，畴的变化也会带来二者的改变。从而可以通过光学材料用光学分析仪器来研究光学材料的相变和畴的变化。

此处所用的主探测器53为能采集激光信号的光学探测仪器。主探测仪器包括光学图像采集系统、光能量计或示波器，工作过程中可由其中任意一种或多种仪器组合分析采集光信号。

参见图2，为了满足光学分析仪器的测量要求，在激光光源10照射光学样品40前需要对激光进行适当的处理，如以平行光管对激光光束进行整形以控制激光的光束质量。通过设置偏振器以使激光光束产生单一偏振态激光。优选的，光学材料用光学分析仪器还包括：系统光路，所述系统光路设置于所述激光光源10和所述光学样品40连接的光路中，所述系统光路包括：第一偏振光学器件21、光阑22和平行光管23，所述激光光源10与所述第一偏振光学器件21光路连接；所述第一偏振光学器件21与所述光阑22光路连接；所述光阑22与所述平行光管23光路连接；所述平行光管23与所述光学样品40的入光面光路连接。第一偏振光学器件21能够控制射入光学样品40中激光的偏振方向。光阑22为可调节圆形光阑或狭缝光阑，以控制入射光学样品40激光的光学质量。平行光管23对入射光学样品40的激光进行整形以控制激光的发散角。

在一具体实施例中，以激光光源10与光学样品40所连光路作为本发明设计的光学分析仪器的工作主轴(l)；沿工作主轴(l)设置依序光路连接的第一偏振光学器件21、光阑22和平行光管23，第一偏振光学器件21能够绕工作主轴(l)自旋转。光阑22为可调节圆形光阑或狭缝光阑。

参见图3，优选的，所述系统光路还包括：半透/半反射镜24和辅助探测器25，所述半透/半反射镜24与所述平行光管23光路连接；入射和/或反射进入所述半透/半反射镜24的激光和所述辅助探测器25光路连接；透射所述半透/半反射镜24的激光与所述光学样品40光路连接。此处的反射是指光学样品40入光面上反射产生的光。

半透/半反射镜24能够旋转90°，能将入射光学样品40前的激光及由光学样品40反射回的激光分别进行采样，并将所得光学样品40的反射激光和入射激光的激光信号反射到辅助探测器25进行分析。从而准确测量得到光学样品40的折射率。

参见图3，在一具体实施例中，以激光光源10与光学样品40所连光路作为本发明提供的光学分析仪器的工作主轴(l)；沿工作主轴(l)设置依序光路连接的第一偏振光学器件21、光阑22、平行光管23和半透/半反射镜24。第一偏振光学器件21能够绕工作主轴(l)自旋转。光阑22为可调节圆形光阑或狭缝光阑。(l2)为辅助探测器25的中心对称轴，半透/半反射镜24设置于(l2)和(l)的垂直相交点处。辅助探测器25设置于(l2)上，并与半透/半反射镜24光路连接。

优选的，所述样品平台33绕所述样品平台33中心轴旋转，并能读取转动角度的度数。

本发明中样品平台33具备水平方向360o旋转功能，而且还能准确读取平台转动角度，便于实现通过光学材料用光学分析仪器准确测量光学样品40的折射率。现有光学材料折射率的测量方法有几何法和干涉法，根据方法的不同，它们对测量样品的要求有所区别，如最小偏转角法，需要将待测量的光学材料加工成满足一定要求的棱镜，而干涉法中待测量的光学材料可以为平片或楔形样品，无论哪种测量方法，通过获取测量样品的精确角度值，能提高对折射率的测量精度。与此相似，激光在光学材料中产生的二阶非线性信号更是与角度密切相关，样品平台33的旋转和测角功能有助于实现光学材料相关参数测量准确。

优选的，所述激光光源10的能量强度＞0。更优选的，激光光源10的能量强度为0.5～10⁷W/cm^-2。具体能量强度可根据所进行的测试要求选择。例如在线性光学测试时，可以采用较低的激光能量密度；在进行二阶非线性光学测试时，则采用较高的激光能量密度。

采用该强度的激光光源10能实现以光学分析的方式精确分析光学材料的相变过程和畴结构变化。首先，激光光源10的单色性和方向性能够确保精准测量折射率上的微小变化，其次，激光的能量特性是在光学材料中产生足够强度二阶非线性信号的保障。考虑到光学材料的特性和光的波长密切相关，优选的激光光源10的波长为可更换的。以便实现对各种不同光学材料的准确测量。

优选地，所述激光光源10为紫外激光、可见波长激光或近红外激光中的至少一种。可根据需要，选择单一波长激光或多个不同波长的激光同时照射光学样品40。

优选的，所述外场为温度场和/或电压场。优选的，所述加载装置包括温场装置和供电装置，所述温场装置设置于所述样品平台33上，并调节所述光学样品40的温度；所述供电装置设置于所述样品平台33上，并向所述光学样品40供电。

从而实现，样品平台33能够为光学样品40施加可调节强度的温场和电场。温度是导致材料相变和畴结构变化的重要因素之一，因此本发明提供的样品平台33需要对测量样品的温度进行有效控制。同时根据需要在测量样品上引入电场，以满足研究中的特殊要求。

优选地，所述温场装置为电阻加热元件，所述电阻加热元件提供的温场为室温～500℃。该温场可作用于光学样品40。

优选地，所述温场装置为半导体元件，所述半导体元件提供的温场为-20～100℃。从而调节所述光学样品40的温度范围为-20～100℃。

优选地，所述温场装置为液氮，所述液氮提供的温场为-100℃～室温。对光学样品40进行冷却，能调节所述光学样品40的温度范围为-100℃～室温。

优选地，所述供电装置提供的电场为0～10000V。调节所述光学样品40的电压范围为0～10000V。此处的供电装置产生的电流可以为直流或交流。

优选的，所述主探测器53以所述光学样品40为轴心绕所述光学样品40旋转。

主探测仪器围绕测试样品旋转以采集光学信号，根据测量的要求可选择不同的光学探测仪器以采集光学信号的强度、波长、偏振特性、图像等。从而可以获取光学样品40不同角度的光学参数。

为了满足本发明提供的光学分析仪器的测量要求，在主探测器53前需要设置合适的光学元器件以满足信号采集的要求。主探测仪器前可放置光学偏振器、光阑及相关光学器件。

参见图2和3，优选的，所述光学材料用光学分析仪器还包括：主探测器平台51和第二偏振光学器件52，所述第二偏振光学器件52设置于所述主探测器53与所述光学样品40出光面相连的光路上；所述第二偏振光学器件52与所述主探测器53设置于所述主探测器平台51上；所述主探测器平台51以所述光学样品40为轴心绕所述光学样品40旋转。

优选的，所述光学样品40为光学材料加工而成的一楔角棱镜，棱镜的各项参数满足测量要求，将其置于样品平台33的中心，使用最小偏转角法或者自准直法可以精确测量该样品的折射率，以主探测器53围绕样品平台33旋转，在合适的位置探测从光学样品40产生的二阶非线性信号。

作为一个具体的实施方式，在图3中给出了本发明提供的用于光学材料相变及畴结构研究的光学分析仪器一种典型工作形式，可大致分为：光源部分a，系统光路部分b，样品平台部分c，探测器部分d。其中包括：激光光源10、第一偏振光学器件21、光阑22、平行光管23、半透/半反射镜24、辅助探测器25、样品平台33和光学样品40。第二偏振光学器件52在一具体实施方式中为光学信号检偏的偏振光学器件。31表示主探测器53的旋转轨迹。在一具体实施例中，主探测器平台51可以沿主探测器轨迹31围绕光学样品旋转，(l)为本发明设计的光学分析仪器的工作主轴，(l1)为通过样品平台33中心且与工作主轴(l)垂直的轴线，(l2)为辅助探测器25的中心对称轴。

激光光源10根据测量分析的要求选择激光的辐射波长，并使激光通过所述样品平台33的旋转中心，以激光光源10与光学样品40所连光路作为本发明提供的光学分析仪器的工作主轴(l)；沿工作主轴(l)设置第一偏振光学器件21、光阑22、平行光管23和半透/半反射镜24，第一偏振光学器件21能够绕工作主轴(l)旋转以控制入射光学样品40激光的偏振方向，光阑22为可调节圆形光阑或狭缝光阑，以控制入射光学样品40的激光的光学质量，平行光管23对入射光学样品40的激光进行整形以控制激光的发散角，半透/半反射镜24能够旋转90°，分别对入射光学样品40前的激光及由光学样品40反射回的激光进行采样，将激光信号反射到辅助探测器25进行分析。为光学样品40由光学材料加工而成，为具有一对平行通光面的光学平片，其放置于样品平台33的旋转中心，在光学样品40上施加一定范围内电压可调的电场，电场方向垂直或平行于工作主轴(l)，根据测量分析的要求，选择不同的附件控制光学样品40的温场。

光学探测器平台51沿主探测器轨迹31围绕样品平台33的旋转中心转动，该平台上放置有主探测器53及相关的光学元器件，主探测器53用于接收激光光源10作用在光学样品40后的线性及非线性信号，信号可以是从光学样品40透射，或光学样品40反射，第二偏振光学器件52即为主探测器53前最为常用的光学元器件，用来辅助主探测器53对激光信号的偏振特性进行分析，根据应用需求，在主探测器53前较为常用的光学元器件还有滤光片、衰减片、光阑等。

本发明的又一方面还提供了一种采用上述光学材料用光学分析仪器的光学材料测试方法，包括以下步骤：

步骤S100：将光学样品置于样品平台上，开启加载装置向所述光学样品加载外场；

步骤S200：开启激光光源照射所述光学样品，获取所述光学样品出光面的光学信息；

步骤S300：调节所述外场，按光学检测方法对所述光学信息进行分析，得到所述光学晶体的双折射点和/或折射率随所述外场的变化，分析所述变化得到各所述外场对应的所述光学样品的相变或畴结构变化。

通过该操作方法，便于对肉眼不可见的光学样品的相变和畴结构进行研究，通过调节所施加的外场的变化，获得外场与光学样品内部结构变化的关系，为进一步研究光学样品提供依据。此处的调节外场包括对外场的升高或降低。光学检测方法包括但不限于：偏振光学检测、光学散射检测、折射率测量、二阶非线性效应检测。

在一具体实施例中，改变加载在光学样品40上的温度和电场强度，即温度和电场强度作为一对变量，测量对应的折射率和二阶非线性信号，以此对光学样品40进行分析。由于此处光学样品40具有一对平行的光学通光面，所以利用M-Z干涉法或测量激光光束的平移量可测量出光学样品40的折射率；在主探测器53前设置截止滤光片或使用光栅，对二阶非线性信号进行分析。假设待测量的光学材料在温度T时产生相变，相变过程中由各向异性(低温态)转变为各向同性(高温态)，本发明设计的光学分析仪器中，激光光源10作用于最初处于低温态的光学样品40，可以测量到双折射现象，随着光学样品40上的温度升高到达温度T，双折射现象消失；假定待测量的光学材料在温度T时产生相变，相变过程中由无心结构(低温态)转变为有心结构(高温态)，该材料为无心结构是具有二阶非线性光学效应，即处于无心结构时，激光光源作用其上能够产生二阶非线性光学信号，随着光学样品40上的温度升高到达温度T，光学材料转变为有心结构，此时二阶非线性光学信号消失。对于畴结构的研究也是类似的，对于各向异性的光学材料，若其间的畴结构取向处于无序状态，那么双折射现象将消失，二阶非线性信号与光学样品40的方向关联不大，在光学样品40上升高温度、加强电场强度，在此动态过程中，双折射率逐步增大直至一定数值，二阶非线性光学信号与光学样品40的方向关联也不断加强，辅以光学质量分析，还能够对光学样品40的畴结构生长进行间接观测。

在一个具体实施例中，以升温和/或施加电场为例，按上述方法分析，所得光学信息变化过程，及其对应的光学样品的相变和踌结构变化过程列于表1。

表1升温和/或施加电场后光学材料测试方法分析结果表

由表1可知，本发明提供的该检测方法可以用于研究光学材料内部，肉眼不可见结构的变化情况。研究过程简单便捷，结果准确可靠。

为了更清楚地描述本申请的光学材料用光学分析仪器及测试方法，以下将以不同的实施例对本申请的光学材料用光学分析仪器及测试方法进行进一步的说明。

如无特别说明，本发明的实施例中的原料均通过商业途径购买。

实施例1采用上述光学材料用光学分析仪器测试测量样品的折射率及双折射现象相关结构变化

根据本发明的一种具体实施方式，如图3所示，研究钛酸钡铁电晶体的相变过程。钛酸钡铁电晶体加工成具有一对平行的光学通光面的光学样品40，样品厚度2～10mm，将其置于样品平台33的旋转中心，通过更换温场附件的方式为光学样品40提供-100～200℃的温度调节范围。激光光源10使用632.8nm氦氖激光，可旋转地第一偏振光学器件21控制激光的偏振方向为45°，直接照射光学样品40；主探测器53使用CCD线阵探测器，固定于工作主轴(l)方向，该探测器前放置准直放大镜组。通过测量激光光束相对工作主轴(l)的平移量，结合光学样品40光学通光面的法线与工作主轴(l)的夹角，计算出光学样品40的折射率。光学样品40的温度从-100℃上升到120℃的过程中，可以观察到双折射现象，在-80℃和0℃位置，双折射点有较为明显的变动，在120℃时，双折射现象消失，这三个温度点分别对应三方晶系→正交晶系、正交晶系→四方晶系、四方晶系→立方晶系的相变点。

实施例2采用上述光学材料用光学分析仪器测试测量样品的折射率及双折射现象相关结构变化

根据本发明的一种具体实施方式，如图3所示，研究钛酸钡铁电晶体的相变过程。钛酸钡铁电晶体加工成直角棱镜形状的光学样品40，其中棱镜的直角面为a切向，将其置于样品平台33的旋转中心，选择合适的温场附件为光学样品40提供室温至200℃的温度调节范围。激光光源10使用高光学质量的合束激光，激光波长包含有473nm、532nm、632.8nm和1064nm，激光依次通过第一偏振光学器件21、光阑22、平行光管23、半透/半反射镜24后照射光学样品40；辅助探测器25使用高灵敏度光电型能量计，光电型能量计装有光阑以精确控制入射光线光路。使用自准直法，由辅助探测器25精确测量棱镜的顶角和折射光束的反射角度，能够精确测量出光学样品40的折射率。光学样品40的温度从室温上升到200℃，光学样品40的温度从室温开始上升，在到达120℃之前，可以观察到双折射现象，并精确测量各波长下不同偏振态所对应的折射率，折射率随温度轻微变化；当光学样品40的温度越过120℃，即晶体内部结构由四方晶系转变为立方晶系，此时双折射现象消失，折射率产生变化。

实施例3采用上述光学材料用光学分析仪器测试测量样品的折射率及双折射现象相关结构变化

根据本发明的一种具体实施方式，如图3所示，研究钛酸铅铁电晶体的相变过程。钛酸铅铁电晶体加工成直角棱镜形状的光学样品40，其中棱镜的直角面为a切向，将其置于样品平台33的旋转中心，选择合适的温场附件为光学样品40提供室温至500℃的温度调节范围，并在光学样品40上施加一个可调直流电场，电场电压从0～10000V，电场方向垂直于工作主轴(l)。激光光源10使用高光束质量的1064nm电光调制脉冲激光，激光依次通过第一偏振光学器件21、光阑22、半透/半反射镜24后照射光学样品40；主探测器53使用硅光电型能量计，硅光电型能量计前放置有截止滤光片，能够完全滤除1064nm光信号，辅助探测器25使用高灵敏度光电型能量计，光电型能量计装有光阑以精确控制入射光线光路。使用自准直法，由辅助探测器25精确测量棱镜的顶角和折射光束的反射角度，能够精确测量出光学样品40的折射率。光学样品40在室温及任意电场强度条件下，由于内部存在的畴结构取向任意，所以无法表现出双折射现象，存在明显散射；当测量样品上所通电场强度达到一定值，施加其上的电场开始体现出作用，可以开始观察到双折射现象，并且双折射率随着电场强度的提高而逐步变大，双折射率达到一定值后不再变化，同时晶体内部的散射现象也较最初减弱。在测量折射率的同时，使用主探测器53采集二阶非线性信号，在室温时，二阶非线性信号与晶体方向性联系不大，随着光学样品40上温度的升高和作用电场的加强，二阶非线性信号与晶体的方向性关联缓慢提升，温度和电场超过一定范围后，激光沿晶体绝大部分方向产生的二阶非线性信号较室温要微弱，只有在特定方向上，二阶非线性信号明显加强。可通过对光学样品40外加加热装置实现对光学样品40上温度的控制。

以上所述，仅是本发明的几个实施例，并非对本发明做任何形式的限制，虽然本发明以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种光学材料用光学分析仪器，其特征在于，包括：激光光源、样品平台和主探测器，光学样品设置于所述样品平台上，所述激光光源与所述光学样品的入光面光路连接；

所述主探测器与所述光学样品的出光面光路连接，所述样品平台包括加载装置，所述加载装置向所述光学样品加载至少一种外场。

2.根据权利要求1所述的光学材料用光学分析仪器，其特征在于，所述光学材料用光学分析仪器还包括：系统光路，所述系统光路设置于所述激光光源和所述光学样品的入光面的连接光路中，所述系统光路包括：第一偏振光学器件、光阑和平行光管，所述激光光源与所述第一偏振光学器件光路连接；

所述第一偏振光学器件与所述光阑光路连接；所述光阑与所述平行光管光路连接；所述平行光管与所述光学样品的入光面光路连接。

3.根据权利要求2所述的光学材料用光学分析仪器，其特征在于，所述系统光路还包括：半透/半反射镜和辅助探测器，所述半透/半反射镜与所述平行光管光路连接；

入射和/或反射进入所述半透/半反射镜的激光与所述辅助探测器光路连接；透射所述半透/半反射镜的激光与所述光学样品光路连接。

4.根据权利要求1所述的光学材料用光学分析仪器，其特征在于，所述激光光源的能量强度＞0；

所述激光光源为紫外激光、可见波长激光或近红外激光中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的光学材料用光学分析仪器，其特征在于，所述样品平台绕所述样品平台中心轴旋转，并能读取转动角度的度数。

6.根据权利要求1所述的光学材料用光学分析仪器，其特征在于，所述外场为温度场和/或电压场。

7.根据权利要求1所述的光学材料用光学分析仪器，其特征在于，所述加载装置包括温场装置和供电装置，所述温场装置设置于所述样品平台上，并调节所述光学样品的温度；

所述供电装置设置于所述样品平台上，并向所述光学样品供电。

8.根据权利要求7所述的光学材料用光学分析仪器，其特征在于，所述温场装置为电阻加热元件，所述电阻加热元件提供的温场为室温～500℃；

或所述温场装置为半导体元件，所述半导体元件提供的温场为-20～100℃；

或所述温场装置为液氮，所述液氮提供的温场为-100℃～室温；

所述供电装置提供的电场为0～10000V。

9.根据权利要求1所述的光学材料用光学分析仪器，其特征在于，所述光学材料用光学分析仪器还包括：主探测器平台和第二偏振光学器件，所述第二偏振光学器件设置于所述主探测器与所述光学样品出光面相连的光路上；

所述第二偏振光学器件与所述主探测器设置于所述主探测器平台上；所述主探测器平台以所述光学样品为轴心绕所述光学样品旋转。

10.一种采用如权利要求1～9中任一项所述的光学材料用光学分析仪器进行光学材料测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100：向所述光学样品加载外场；

步骤S200：激光照射所述光学样品，获取所述光学样品出光面的光学信息；

步骤S300：调节所述外场，按光学检测方法对所述光学信息进行分析，得到所述光学晶体的双折射点和/或折射率随所述外场的变化，分析所述变化得到各所述外场对应的所述光学样品的相变或畴结构变化。