CN113390613A - 一种多功能分析偏振特性的自动测试系统及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能分析偏振特性的自动测试系统及其测试方法，涉及光学测量领域，该系统包括光源输出模块、测试光路模块、待测样品平台和控制模块，光源输出模块提供波长可调光源，并与测试光路模块连接；测试光路模块用于提供光路系统；待测样品平台包括附加功能模块和移动模块，附加功能模块提供不同测试条件，移动模块用于调整待测样品位置；控制模块包括分别连接控制光源输出模块、测试光路模块、待测样品平台的中央处理器，用于计算待测样品在不同测试条件下的偏振消光比；中央处理器通过控制样品位置、偏振器转角、输出光波长、入射角度，实现多功能分析待测样品的偏振特性在不同测试条件下的变化，满足偏振方面应用的需求。
Description
技术领域
本发明涉及光学测量领域，尤其是一种多功能分析偏振特性的自动测试系统及其测试方法。
背景技术
一些特殊材料需要做多方位的测试研究其材料的偏振特性，比如在不同波长、不同温度、不同电磁能量场下、不同入射角度下的偏振特性变化。很多科技应用需要掌握特殊材料的精准偏振的参数和物理特性，以便更好的应用于医疗航天军事民用显示通讯等各种领域。然而，目前用于分析电磁材料和光学镜片的偏振特性的平台功能单一、精度有限，无法满足科技发展的需求。
发明内容
本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种多功能分析偏振特性的自动测试系统及其测试方法，该自动测试系统实现光路系统的自动调节，减少人为调节的误差和工作时间，提高测试的精度和效率。
本发明的技术方案如下：
一种多功能分析偏振特性的自动测试系统，包括：
光源输出模块，包括波长可调光源，用于满足待测样品不同波长测试的需求；
测试光路模块，与光源输出模块连接，测试光路模块包括第一偏振器、第二偏振器和第一光功率计，且第一偏振器、第二偏振器、第一光功率计的中心与测试光路模块其他器件的中心在同一光轴线上；第一光功率计用于获取光斑极值功率位置对应的功率值；
待测样品平台，设置在第一偏振器和第二偏振器之间，待测样品平台包括夹持台、附加功能模块和移动模块，待测样品置于夹持台中，附加功能模块提供不同测试条件，移动模块位于夹持台下方，用于调整待测样品位置；
控制模块，包括中央处理器，中央处理器分别连接波长可调光源、第一光功率计、附加功能模块、移动模块的运动控制器，中央处理器用于计算待测样品在不同测试条件下的偏振消光比。
其进一步的技术方案为，光源输出模块还包括起偏器、光纤耦合装置和位于光纤耦合装置下方的五维电动调整平台，五维电动调整平台的运动控制器与中央处理器相连，光纤耦合装置通过保偏光纤与测试光路模块相连，光纤耦合装置和保偏光纤用于更换光源时的光路调整，使得光源输出模块与测试光路模块无需在同一光轴线上；
波长可调光源的输出光经过起偏器后，通过光纤耦合装置将输出光能量耦合到保偏光纤内，中央处理器根据耦合功率值自动调整五维电动调整平台的方向及角度达到设定耦合功率值，其中方向包括x/y/z三维方向，角度为欧拉角。
其进一步的技术方案为，测试光路模块还包括依次设置的光纤准直扩束器、可变光阑、分光镜、半玻片，第一偏振器位于半玻片的另一侧；光纤准直扩束器与光源输出模块相连，用于调节输出光的光斑直径，满足不同待测样品的直径需求，可变光阑用于修正光斑尺寸；
测试光路模块还包括控制第二偏振器沿光轴线旋转的第一电动旋转平台，第一电动旋转平台的运动控制器与中央处理器相连，用于将第二偏振器转动至相应的光斑极值功率位置；
测试光路模块还包括与中央处理器相连的第二光功率计，用于监测波长可调光源输出光的耦合功率值；
输出光经过分光镜后，透射光依次经过第一偏振器、第二偏振器后，入射至第一光功率计的探头，反射光直接入射至第二光功率计的探头。
其进一步的技术方案为，附加功能模块包括温控模块和电磁装置；中央处理器通过控制温控模块以改变夹持台的环境温度，温控模块中的温度传感器分布在夹持台周边，用于检测待测样品的温度；电磁装置围绕待测样品设置，中央处理器通过控制电磁装置的电流以改变待测样品的磁场强度。
其进一步的技术方案为，移动模块包括第二电动旋转平台和三维电动调整平台，夹持台、第二电动旋转平台和三维电动调整平台由上至下依次设置，中央处理器根据待测样品的被测位置点坐标自动调整三维电动调整平台的三维方向使波长可调光源输出光的光斑位于被测位置点，中央处理器通过控制第二电动旋转平台沿z轴方向旋转以改变光斑在待测样品表面的入射角度。
其进一步的技术方案为，波长可调光源为石英钨卤素灯准直光源或波长可调的备选激光器；当波长可调光源为石英钨卤素灯准直光源时，石英钨卤素灯准直光源的输出光通过单色仪进入起偏器，中央处理器连接单色仪用于改变输出光的波长，石英钨卤素灯准直光源和单色仪的波长范围为250nm-2500nm；当波长可调光源为备选激光器时，备选激光器的输出激光进入起偏器，中央处理器连接备选激光器用于改变输出激光的波长。
其进一步的技术方案为，自动测试系统还包括覆盖整个系统的屏蔽罩，屏蔽罩用于阻挡外界光。
一种多功能分析偏振特性的自动测试系统的测试方法，适用于上述的自动测试系统，测试方法包括：
根据待测样品的测试需求调节输出光的参数；
标定测试光路模块的偏振消光比值，得到第二偏振器的光斑极值功率位置；
将待测样品放置在夹持台上，控制三维电动调整平台使输出光光斑垂直入射至待测样品表面；
获取每个测试条件与待测样品的偏振消光比值之间的变化关系，包括：
控制夹持台的环境温度变化，控制第一电动旋转平台带动第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并读取对应的功率值，计算待测样品的偏振消光比值，建立偏振消光比值随环境温度变化的关系；
控制电磁装置的磁场变化，控制第一电动旋转平台带动第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并读取对应的功率值，计算待测样品的偏振消光比值，建立偏振消光比值随磁场强度变化的关系；
同时控制夹持台的环境温度变化和电磁装置的磁场变化，控制第一电动旋转平台带动第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并读取对应的功率值，计算待测样品的偏振消光比值，建立偏振消光比值随温度和磁场强度叠加变化的关系；
控制单色仪小范围改变输出光波长，控制第一电动旋转平台带动第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并读取对应的功率值，计算待测样品的偏振消光比值，建立偏振消光比值随波长变化的关系；
控制第二电动旋转平台带动待测样品转动，改变输出光光斑在待测样品表面的入射角度，控制第一电动旋转平台带动第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并读取对应的功率值，计算待测样品的偏振消光比值，建立偏振消光比值随入射角度变化的关系；
将待测样品表面划分成不同的测试区域，控制移动模块使输出光光斑垂直入射至不同的测试区域，在每一个测试区域，控制第一电动旋转平台带动第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并读取对应的功率值，计算待测样品的偏振消光比值，建立偏振消光比值随入射位置变化的关系；
在一次测试完成后，若更换光源、调整耦合功率值、大范围调整波长或光斑直径，则需要重新标定测试光路模块的偏振消光比值，得到第二偏振器的新光斑极值功率位置。
其进一步的技术方案为，标定测试光路模块的偏振消光比值，得到第二偏振器的光斑极值功率位置，包括：
同时转动半玻片、第一偏振器和第二偏振器，根据第一功率计确认光斑的四个功率极值，包括两个功率极大值和对应的两个功率极小值；
固定半玻片和第一偏振器的位置不变，控制第二偏振器转动直到到达一个功率极大值，记为Px，并记录此时第二偏振器的转角刻度作为极大值功率位置，记为dx；
继续控制第二偏振器分别正转、反转90°，选取两次转动中更小的功率值作为功率极小值，记为Py，并记录对应的第二偏振器的转角刻度作为极小值功率位置，记为dy；
计算测试光路模块本身的偏振消光比值，记为标定PER，表达式为：
其进一步的技术方案为，待测样品包括偏振棱镜、晶体和电磁材料，若待测样品为分光棱镜，则自动测试系统还包括与中央处理器相连的第三功率计，第三功率计设置在分光棱镜的反射端，获取每个测试条件与待测样品的偏振消光比值之间的变化关系，还包括：
控制第二电动旋转平台带动待测样品转动，改变输出光光斑在待测样品表面的入射角度，控制第一电动旋转平台带动第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并分别读取对应的第一功率计和第三功率计的功率值，计算待测样品的偏振消光比值和棱镜分光比值，建立偏振消光比值随棱镜分光比变化的关系。
本发明的有益技术效果是：
该自动测试系统采用纳米级别电动调节，多维度精准微调，电动步幅可达50nm，避免了人为调节操作带来的系统误差；中央处理器通过控制待测样品位置、第二偏振器转角、输出光波长、环境温度、磁场强度、入射角度，实现多功能分析待测样品的偏振特性在不同测试条件下的变化，且上述测试条件可以分别独立分析，也可以根据测试条件之间的互相影响叠加分析，满足新型材料在偏振方面应用的研究和实验需求。
附图说明
图1是本申请提供的自动测试系统的原理框图。
图2是本申请提供的自动测试系统的测试方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，一种多功能分析偏振特性的自动测试系统，包括光源输出模块1、测试光路模块2、待测样品平台3和控制模块4，下面分别展开介绍各个模块和平台。
光源输出模块1用于满足待测样品不同波长测试的需求，包括波长可调光源、起偏器11、光纤耦合装置12和位于光纤耦合装置12下方的五维电动调整平台13，五维电动调整平台13的运动控制器14与中央处理器41相连，光纤耦合装置12通过保偏光纤15与测试光路模块2相连，光纤耦合装置12和保偏光纤15用于更换光源时的光路调整，使得光源输出模块1与测试光路模块2无需在同一光轴线上，便于更换且可以同时连接多个测试光路模块2满足多个光斑直径测试需求，保偏光纤15的波长规格根据实际测试要求选择。
波长可调光源的输出光经过起偏器11后，通过光纤耦合装置12将输出光能量耦合到保偏光纤15内，中央处理器41根据耦合功率值自动调整五维电动调整平台13的方向及角度达到设定耦合功率值，其中方向包括x/y/z三维方向，角度为欧拉角。
可选的，波长可调光源为石英钨卤素灯准直光源101或波长可调的备选激光器102。当波长可调光源为石英钨卤素灯准直光源101时，石英钨卤素灯准直光源101的输出光通过单色仪103进入起偏器11，中央处理器41连接单色仪103用于改变输出光的波长，石英钨卤素灯准直光源101和单色仪103的波长范围为250nm-2500nm。当波长可调光源为备选激光器102时，备选激光器102的输出激光进入起偏器11，中央处理器41连接备选激光器102用于改变输出激光的波长。
测试光路模块2与光源输出模块1连接，测试光路模块2包括沿光路入射方向依次设置的光纤准直扩束器201、可变光阑202、分光镜203、半玻片204、第一偏振器205、第二偏振器206和第一光功率计207，且各个器件的中心在同一光轴线上，光纤准直扩束器201通过保偏光纤15与光源输出模块1相连，光纤准直扩束器201用于调节输出光的光斑直径，满足不同待测样品的直径需求，可变光阑202用于修正光斑尺寸。
测试光路模块2还包括控制第二偏振器206沿光轴线旋转的第一电动旋转平台208，第一电动旋转平台208的运动控制器209与中央处理器41相连，用于将第二偏振器206转动至相应的光斑极值功率位置。
测试光路模块还包括与中央处理器41相连的第二光功率计210。
光源输出模块1的输出光经过分光镜203后，透射光依次经过第一偏振器205、第二偏振器206后，入射至第一光功率计207的探头，第一光功率计207用于获取光斑极值功率位置对应的功率值；反射光直接入射至第二光功率计210的探头，用于监测波长可调光源输出光的耦合功率值。
可选的，光源输出模块1和测试光路模块2中还包括杂光收集器16，杂光收集器16对准起偏器11、第一偏振器205和第二偏振器206的溢出光设置，用于收集器件折射出的光，避免影响整体光路。
可选的，光纤准直扩束器201的焦距规格根据实际测试要求选择，半玻片204、第一偏振器205和第二偏振器206的分段波长规格根据实际测试要求选择；第一偏振器205和第二偏振器206为方解石偏振器。
待测样品平台3设置在第一偏振器205和第二偏振器206之间，待测样品平台3包括夹持台31、附加功能模块和移动模块，待测样品37置于夹持台31中。
附加功能模块提供不同测试条件，包括温控模块和电磁装置32。中央处理器41通过控制温控模块以改变夹持台31的环境温度，温控模块中的温度传感器33分布在夹持台周边，用于检测待测样品的温度。电磁装置32围绕待测样品设置，中央处理器41通过控制电磁装置32的电流以改变待测样品的磁场强度。
移动模块位于夹持台31下方，用于调整待测样品位置，包括第二电动旋转平台34和三维电动调整平台35，夹持台31、第二电动旋转平台34和三维电动调整平台35由上至下依次设置，中央处理器41根据待测样品的被测位置点坐标自动调整三维电动调整平台35的三维方向使波长可调光源输出光的光斑位于被测位置点，中央处理器41通过控制第二电动旋转平台34沿z轴方向旋转以改变光斑在待测样品表面的入射角度。
控制模块4包括中央处理器41和显示器42，中央处理器41还连接第一光功率计207、附加功能模块、移动模块的运动控制器36和显示器42，中央处理器41用于计算待测样品在不同测试条件下的偏振消光比；显示器的数量根据实际需求设定，可以显示不同测试条件与待测样品偏振特性的变化关系，还可以显示待测样品的位置坐标等需要展示的内容。
本申请的待测样品包括偏振棱镜、晶体和电磁材料，若待测样品为分光棱镜(属于偏振棱镜)，则自动测试系统还包括与中央处理器41相连的第三功率计211，第三功率计211设置在分光棱镜的反射端，用于获取待测样品的棱镜分光比值。需要说明的是，图1中的第二光功率计210、第三功率计211与第一光功率计207处于同一平面，图中位置不代表实际放置位置。
可选的，自动测试系统还包括覆盖整个系统的屏蔽罩5，屏蔽罩5用于阻挡外界光，保证测试的准确性。
基于上述自动测试系统，本申请还公开了一种多功能分析偏振特性的自动测试系统的测试方法，如图2所示，具体包括以下步骤：
步骤1：根据待测样品的测试需求调节输出光的参数，包括波长、光斑尺寸和耦合功率值。
步骤2：标定测试光路模块的偏振消光比值，得到第二偏振器206的光斑极值功率位置，具体包括：
步骤21：同时转动半玻片204、第一偏振器205和第二偏振器206，根据第一功率计207确认光斑的四个功率极值，包括两个功率极大值和对应的两个功率极小值，也即一个功率极大值对应有一个功率极小值。
步骤22：固定半玻片204和第一偏振器205的位置不变，控制第二偏振器206转动直到到达一个功率极大值，记为Px，并记录此时第二偏振器206的转角刻度作为极大值功率位置，记为dx。
步骤23：继续控制第二偏振器206分别正转、反转90°，选取两次转动中更小的功率值作为功率极小值，记为Py，并记录对应的第二偏振器206的转角刻度作为极小值功率位置，记为dy。需要说明的是，选取的功率极小值Py接近与功率极大值Px对应的功率极小值，但并非最低值。
步骤24：计算测试光路模块本身的偏振消光比值，记为标定PER，表达式为：
步骤3：将待测样品放置在夹持台31上，控制三维电动调整平台35使输出光光斑垂直入射至待测样品表面。
步骤4：控制第一电动旋转平台208带动第二偏振器206分别转动至极大值功率位置dx和极小值功率位置dy，并读取对应的功率值，计算待测样品的初始偏振消光比值作为参考值，该参考值一般低于标定PER。
步骤5：获取每个测试条件与待测样品的偏振消光比值之间的变化关系，具体包括：
1)：控制夹持台31的环境温度变化，控制第一电动旋转平台208带动第二偏振器206分别转动至极大值功率位置dx和极小值功率位置dy，并读取对应的功率值，计算待测样品的偏振消光比值，建立偏振消光比值随环境温度变化的关系。
2)：控制电磁装置32的磁场变化，控制第一电动旋转平台208带动第二偏振器206分别转动至极大值功率位置dx和极小值功率位置dy，并读取对应的功率值，计算待测样品的偏振消光比值，建立偏振消光比值随磁场强度变化的关系。
3)：同时控制夹持台31的环境温度变化和电磁装置32的磁场变化，控制第一电动旋转平台208带动第二偏振器206分别转动至极大值功率位置dx和极小值功率位置dy，并读取对应的功率值，计算待测样品的偏振消光比值，建立偏振消光比值随温度和磁场强度叠加变化的关系。
4)：控制单色仪小范围改变输出光波长，控制第一电动旋转平台208带动第二偏振器206分别转动至极大值功率位置dx和极小值功率位置dy，并读取对应的功率值，计算待测样品的偏振消光比值，建立偏振消光比值随波长变化的关系。
5)：控制第二电动旋转平台34带动待测样品转动，改变输出光光斑在待测样品表面的入射角度，控制第一电动旋转平台208带动第二偏振器206分别转动至极大值功率位置dx和极小值功率位置dy，并读取对应的功率值，计算待测样品的偏振消光比值，建立偏振消光比值随入射角度变化的关系。
6)：将待测样品表面划分成不同的测试区域，控制移动模块使输出光光斑垂直入射至不同的测试区域，在每一个测试区域，控制第一电动旋转平台208带动第二偏振器206分别转动至极大值功率位置dx和极小值功率位置dy，并读取对应的功率值，计算待测样品的偏振消光比值，建立偏振消光比值随入射位置变化的关系。
7)：若待测样品为分光棱镜，则控制第二电动旋转平台34带动待测样品转动，改变输出光光斑在待测样品表面的入射角度，控制第一电动旋转平台208带动第二偏振器206分别转动至极大值功率位置dx和极小值功率位置dy，并分别读取对应的第一功率计和第三功率计的功率值，计算待测样品的偏振消光比值和棱镜分光比值，建立偏振消光比值随棱镜分光比变化的关系。
在一次测试完成后，若更换光源、调整耦合功率值、大范围调整波长或光斑直径，则需要重新执行步骤2得到第二偏振器206的新光斑极值功率位置。
需要说明的是，上述1)-7)没有先后顺序区分，当先测试5)、6)或7)后，要重新控制三维电动调整平台35使输出光光斑垂直入射至待测样品表面。
该自动测试系统采用纳米级别电动调节，多维度精准微调，电动步幅可达50nm，避免了人为调节操作带来的系统误差；通过中央处理器41控制待测样品位置、第二偏振器转角、输出光波长、环境温度、磁场强度、入射角度，实现多功能分析待测样品的偏振特性在不同测试条件下的变化，比如能够精准分析待测样品的不同测试区域的偏振态差异，且上述测试条件可以分别独立分析，也可以根据测试条件之间的互相影响叠加分析，满足新型材料在偏振方面应用的研究和实验需求。
以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多功能分析偏振特性的自动测试系统，其特征在于，包括：
光源输出模块，包括波长可调光源，用于满足待测样品不同波长测试的需求；
测试光路模块，与所述光源输出模块连接，所述测试光路模块包括第一偏振器、第二偏振器和第一光功率计，且所述第一偏振器、第二偏振器、第一光功率计的中心与测试光路模块其他器件的中心在同一光轴线上；所述第一光功率计用于获取光斑极值功率位置对应的功率值；
待测样品平台，设置在所述第一偏振器和第二偏振器之间，所述待测样品平台包括夹持台、附加功能模块和移动模块，待测样品置于所述夹持台中，所述附加功能模块提供不同测试条件，所述移动模块位于所述夹持台下方，用于调整待测样品位置；
控制模块，包括中央处理器，所述中央处理器分别连接所述波长可调光源、第一光功率计、附加功能模块、移动模块的运动控制器，所述中央处理器用于计算所述待测样品在不同测试条件下的偏振消光比。
2.根据权利要求1所述的多功能分析偏振特性的自动测试系统，其特征在于，所述光源输出模块还包括起偏器、光纤耦合装置和位于所述光纤耦合装置下方的五维电动调整平台，所述五维电动调整平台的运动控制器与所述中央处理器相连，所述光纤耦合装置通过保偏光纤与所述测试光路模块相连，所述光纤耦合装置和保偏光纤用于更换光源时的光路调整，使得所述光源输出模块与测试光路模块无需在同一光轴线上；
所述波长可调光源的输出光经过所述起偏器后，通过所述光纤耦合装置将输出光能量耦合到所述保偏光纤内，所述中央处理器根据耦合功率值自动调整所述五维电动调整平台的方向及角度达到设定耦合功率值，其中方向包括x/y/z三维方向，角度为欧拉角。
3.根据权利要求1所述的多功能分析偏振特性的自动测试系统，其特征在于，所述测试光路模块还包括依次设置的光纤准直扩束器、可变光阑、分光镜、半玻片，所述第一偏振器位于所述半玻片的另一侧；所述光纤准直扩束器与所述光源输出模块相连，用于调节输出光的光斑直径，满足不同待测样品的直径需求，所述可变光阑用于修正光斑尺寸；
所述测试光路模块还包括控制所述第二偏振器沿光轴线旋转的第一电动旋转平台，所述第一电动旋转平台的运动控制器与所述中央处理器相连，用于将所述第二偏振器转动至相应的光斑极值功率位置；
所述测试光路模块还包括与所述中央处理器相连的第二光功率计，用于监测波长可调光源输出光的耦合功率值；
输出光经过所述分光镜后，透射光依次经过所述第一偏振器、第二偏振器后，入射至所述第一光功率计的探头，反射光直接入射至所述第二光功率计的探头。
4.根据权利要求1所述的多功能分析偏振特性的自动测试系统，其特征在于，所述附加功能模块包括温控模块和电磁装置；所述中央处理器通过控制所述温控模块以改变所述夹持台的环境温度，所述温控模块中的温度传感器分布在所述夹持台周边，用于检测所述待测样品的温度；所述电磁装置围绕所述待测样品设置，所述中央处理器通过控制所述电磁装置的电流以改变所述待测样品的磁场强度。
5.根据权利要求1所述的多功能分析偏振特性的自动测试系统，其特征在于，所述移动模块包括第二电动旋转平台和三维电动调整平台，所述夹持台、第二电动旋转平台和三维电动调整平台由上至下依次设置，所述中央处理器根据待测样品的被测位置点坐标自动调整所述三维电动调整平台的三维方向使波长可调光源输出光的光斑位于被测位置点，所述中央处理器通过控制所述第二电动旋转平台沿z轴方向旋转以改变光斑在待测样品表面的入射角度。
6.根据权利要求2所述的多功能分析偏振特性的自动测试系统，其特征在于，所述波长可调光源为石英钨卤素灯准直光源或波长可调的备选激光器；当所述波长可调光源为石英钨卤素灯准直光源时，所述石英钨卤素灯准直光源的输出光通过单色仪进入所述起偏器，所述中央处理器连接所述单色仪用于改变输出光的波长，所述石英钨卤素灯准直光源和单色仪的波长范围为250nm-2500nm；当所述波长可调光源为所述备选激光器时，所述备选激光器的输出激光进入所述起偏器，所述中央处理器连接所述备选激光器用于改变输出激光的波长。
7.根据权利要求1所述的多功能分析偏振特性的自动测试系统，其特征在于，所述自动测试系统还包括覆盖整个系统的屏蔽罩，所述屏蔽罩用于阻挡外界光。
8.一种多功能分析偏振特性的自动测试系统的测试方法，其特征在于，适用于上述权利要求1-7任一所述的自动测试系统，所述测试方法包括：
根据所述待测样品的测试需求调节输出光的参数；
标定所述测试光路模块的偏振消光比值，得到所述第二偏振器的光斑极值功率位置；
将所述待测样品放置在所述夹持台上，控制所述三维电动调整平台使输出光光斑垂直入射至待测样品表面；
获取每个测试条件与所述待测样品的偏振消光比值之间的变化关系，包括：
控制所述夹持台的环境温度变化，控制所述第一电动旋转平台带动所述第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并读取对应的功率值，计算所述待测样品的偏振消光比值，建立所述偏振消光比值随环境温度变化的关系；
控制所述电磁装置的磁场变化，控制所述第一电动旋转平台带动所述第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并读取对应的功率值，计算所述待测样品的偏振消光比值，建立所述偏振消光比值随磁场强度变化的关系；
同时控制所述夹持台的环境温度变化和电磁装置的磁场变化，控制所述第一电动旋转平台带动所述第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并读取对应的功率值，计算所述待测样品的偏振消光比值，建立所述偏振消光比值随温度和磁场强度叠加变化的关系；
控制所述单色仪小范围改变输出光波长，控制所述第一电动旋转平台带动所述第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并读取对应的功率值，计算所述待测样品的偏振消光比值，建立所述偏振消光比值随波长变化的关系；
控制所述第二电动旋转平台带动所述待测样品转动，改变所述输出光光斑在待测样品表面的入射角度，控制所述第一电动旋转平台带动所述第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并读取对应的功率值，计算所述待测样品的偏振消光比值，建立所述偏振消光比值随入射角度变化的关系；
将待测样品表面划分成不同的测试区域，控制所述移动模块使所述输出光光斑垂直入射至不同的测试区域，在每一个测试区域，控制所述第一电动旋转平台带动所述第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并读取对应的功率值，计算所述待测样品的偏振消光比值，建立所述偏振消光比值随入射位置变化的关系；
在一次测试完成后，若更换光源、调整耦合功率值、大范围调整波长或光斑直径，则需要重新标定所述测试光路模块的偏振消光比值，得到所述第二偏振器的新光斑极值功率位置。
9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述标定所述测试光路模块的偏振消光比值，得到所述第二偏振器的光斑极值功率位置，包括：
同时转动所述半玻片、第一偏振器和第二偏振器，根据所述第一功率计确认光斑的四个功率极值，包括两个功率极大值和对应的两个功率极小值；
固定所述半玻片和第一偏振器的位置不变，控制所述第二偏振器转动直到到达一个功率极大值，记为Px，并记录此时所述第二偏振器的转角刻度作为极大值功率位置，记为dx；
继续控制所述第二偏振器分别正转、反转90°，选取两次转动中更小的功率值作为功率极小值，记为Py，并记录对应的所述第二偏振器的转角刻度作为极小值功率位置，记为dy；
计算测试光路模块本身的偏振消光比值，记为标定PER，表达式为：
10.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述待测样品包括偏振棱镜、晶体和电磁材料，若所述待测样品为分光棱镜，则所述自动测试系统还包括与所述中央处理器相连的第三功率计，所述第三功率计设置在所述分光棱镜的反射端，所述获取每个测试条件与所述待测样品的偏振消光比值之间的变化关系，还包括：
控制所述第二电动旋转平台带动所述待测样品转动，改变所述输出光光斑在待测样品表面的入射角度，控制所述第一电动旋转平台带动所述第二偏振器分别转动至相应的光斑极值功率位置，并分别读取对应的第一功率计和第三功率计的功率值，计算所述待测样品的偏振消光比值和棱镜分光比值，建立所述偏振消光比值随棱镜分光比变化的关系。
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