CN114324186A - 一种光学材料双折射率测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学材料双折射率测试装置和测试方法，所述装置包括多波长光路系统、位相补偿系统、位相检测与处理系统、原位厚度测量系统；所述多波长光路系统包括双光路模块、正交偏光模块；所述位相补偿系统包括光程差增补模块，用于光学位相补偿；所述位相检测与处理系统包括位相检测模块和光程差测算模块；所述原位厚度测量系统包括自动升降模块和快速聚焦模块；用于光学材料样品厚度的原位测量。本发明基于微晶颗粒的双折射率测试装置及测试方法，极大地提高了双折射率的测试效率，有助于非线性光学晶体、双折射晶体等新型光学材料的快速性能评估，大幅缩短材料研发周期。
Description
技术领域
本发明属于材料性能分析测试技术领域，具体涉及一种光学材料双折射率测试装置及测试方法。
背景技术
光学材料泛指具有一定光学性质和功能的材料，其应用十分广泛。目前，光学材料的种类多达几十种，如光学晶体、光学玻璃、光学塑料、光学纤维等。各种光学材料应用的基础是其独有的光学性能，如折射率、非线性系数、透光范围等。为此，光学性能表征设备和表征技术的开发必要而紧迫。
双折射率作为各向异性光学晶体的重要特性之一，是偏光棱镜、光学相位延迟器等光学器件的重要设计基础。因此，晶体的双折射率测试尤为重要。常用的双折射率测试方法大都是基于晶体的折射率测量计算得到双折射率，如：最小偏向角法、莫尔条纹法、棱镜耦合法等。这些方法对晶体的尺寸和加工精度要求较高，基于新材料探索阶段的微晶难以达到测试要求。此外，电光调制法和干涉补色法也都可以用于双折射率的测试。但电光调制法同样存在晶体尺寸和加工精度的要求，而干涉补色法对晶体尺寸的要求大为降低。所谓干涉补色法是指在正交偏光视场下，晶体的干涉色是由晶体的双折射率和厚度共同决定的，通过干涉补色确定其光程差，从而推算出双折射率。因为正交偏光下，偏振光通过双折射晶体后分解为两束具有相同频率、相同偏光振动面、和恒定位相差的偏振光，满足发生干涉作用的三个条件，按照“异名轴平行，干涉色降低”的规律，采用补色器补出晶体的光程差。由于干涉补色法多在偏光显微镜下完成，要求的晶体尺寸多为微米量级，极大地降低了晶体制备难度，近年来其在新型非线性光学晶体和双折射晶体探索方面发挥了巨大作用。然而，现有干涉补色测试方法大都只能得到白光下的双折射率，不能充分得到双折射率的频率色散特性，而且现有测试缺乏双折射率的温度色散评估。
发明内容
为了改善上述技术问题，本发明旨在提供一种光学材料双折射率测试装置和测试方法，以解决亚毫米微晶的多波长、变温双折射率测试难题，为新型非线性光学晶体、双折射晶体等光学材料的开发提供重要的评估手段。
为了实现上述目的，本发明提供一种光学材料双折射率测试装置，所述装置包括多波长光路系统、位相补偿系统、位相检测与处理系统、原位厚度测量系统；
所述多波长光路系统包括双光路模块、正交偏光模块；
所述位相补偿系统包括光程差增补模块，用于光学位相补偿；
所述位相检测与处理系统包括位相检测模块和光程差测算模块；
所述原位厚度测量系统包括自动升降模块和快速聚焦模块；用于光学材料样品厚度的原位测量。
根据本发明的实施方案，所述多波长光路系统、位相补偿系统、位相检测与处理系统、原位厚度测量系统均以正交偏光模块为中心展开设置。
根据本发明的实施方案，所述正交偏光模块位于整个测试装置的中心位置。
根据本发明的实施方案，所述正交偏光模块包括光学组件和机械组件；所述光学组件用于光学材料样品光学性质观察，所述机械组件用于辅助光学部分工作；
沿入射光方向，所述光学组件依次包括孔径光阑、起偏镜、锥光镜、偏光物镜、检偏镜、勃氏镜；
所述机械组件包括载物台，所述载物台位于所述锥光镜和偏光物镜之间。
根据本发明的实施方案，所述机械组件还可以包括长工作距离镜臂、中间镜筒、和/或物镜转换器。
本发明中，所述孔径光阑用于光线透过量的调制。
示例性地，所述起偏镜由高消光比的偏振片制成，用于入射光偏振态的调制。
示例性地，所述锥光镜用于将偏光聚敛调制为锥形偏光束。
示例性地，所述偏光物镜由多个透镜组合而成，用于光学材料样品的显微放大。
示例性地，所述检偏镜用于对从光学材料样品出射的两束光波的偏振态调制。优选地，检偏镜的振动方向与起偏镜的振动方向垂直。
示例性地，所述勃氏镜为凸透镜，用于聚敛偏光的干涉图像观察。
根据本发明的实施方案，所述载物台为边缘带有360°刻度且能够水平旋转的圆形平台，所述载物台与固定的游标尺配合以直接读出载物台的旋转角度。优选地，所述载物台的中央设置一个通光孔，光学材料样品借助载玻片放于载物台的通光孔之上，并通过载物台的调节滑尺进行对中调整；优选地，所述通光孔的形状为圆形。
示例性地，所述中间镜筒用于光程差增补模块的固定。
示例性地，所述物镜转换器用于不同放大倍数的偏光物镜的固定和转换。
根据本发明的实施方案，所述双光路模块与正交偏光模块直接相连，构成整个测试装置的核心光路系统。
根据本发明的实施方案，所述双光路模块位于正交偏光模块的后部。
根据本发明的实施方案，所述光程差增补模块在位相补偿检测时装配于正交偏光模块中，位于试板孔中。进一步地，所述试板孔设置在物镜转换器之上的正交偏光45°位。
根据本发明的实施方案，所述位相检测模块用于位相补偿和光谱干涉过程的位相检测，所述位相检测模块包括目镜、图像传感器和光谱仪。示例性地，所述光谱仪和图像传感器分别与光程差测算模块直接相连。示例性地，所述目镜由一组透镜组成，用于光学材料样品的显微观察。示例性地，所述图像传感器用于记录光程差增补过程中光学材料样品表面的光学位相变化。示例性地，所述光谱仪用于记录干涉光谱信息。
根据本发明的实施方案，所述位相检测模块与正交偏光模块直接相连，位于勃氏镜之上，与目镜位置相当。
根据本发明的实施方案，所述光程差测算模块与所述位相检测模块直接相连，位于正交偏光模块之外。
根据本发明的实施方案，所述自动升降模块和快速聚焦模块均位于正交偏光模块中，分别与载物台直接相连。
根据本发明的实施方案，所述双光路模块包括用于不同波长双折射率测试用光源，例如包括白光光源和连续光谱光源。示例性地，所述白光光源为提供白光下光程差测试用光源；所述连续光谱光源为提供干涉光谱测试用光源，优选为宽波段光谱灯。
根据本发明的实施方案，所述光程差增补模块为带有旋转千分尺的金属框，所述金属框内镶嵌双折射晶体，优选为宽透光波段的双折射晶体。通过旋转光程差增补模块的角度调整器来转动双折射晶体，从而改变其光程差。例如，所述金属框的形状为长条形。
根据本发明的实施方案，所述光程差增补模块位于试板孔中。
根据本发明的实施方案，所述光程差测算模块含有自动化光程差测算软件，用于收集位相检测模块得到的光学位相变化信息，通过提取干涉峰序和干涉峰位数据换算得到不同波长的光程差数据，进而换算得到光学材料样品不同波长的双折射率。
根据本发明的实施方案，所述快速聚焦模块包括多个传感器、分束镜，用于光学材料样品表面的精准、快速聚焦。
根据本发明的实施方案，所述自动升降模块为载物台升降的自动化机械设计，用于调节光学材料样品的自动升降，与快速聚焦模块联合，原位测量光学材料样品的厚度。
根据本发明的实施方案，所述装置还包括温控系统。
根据本发明的实施方案，所述温控系统包括温控模块，用于调节光学材料样品的温度。
根据本发明的实施方案，所述温控模块为控温冷热台(优选为高精度控温冷热台)，设置在载物台之上，用于光学材料样品温度的调节，以完成双折射率的温度色散评估。
根据本发明优选地实施方案，所述光学材料双折射率测试装置，包括多波长光路系统、位相补偿系统、位相检测与处理系统、原位厚度测量系统和温控系统；
所述多波长光路系统包括双光路模块、正交偏光模块，所述双光路模块与正交偏光模块直接相连，构成所述测试装置的核心光路系统，所述双光路模块位于所述正交偏光模块的后部；
所述正交偏光模块包括光学组件和机械组件；沿入射光方向，所述光学组件依次包括孔径光阑、起偏镜、锥光镜、偏光物镜、检偏镜、勃氏镜；所述机械组件包括载物台，所述载物台位于所述锥光镜和偏光物镜之间；
所述位相补偿系统包括光程差增补模块，用于光学位相补偿，所述光程差增补模块在位相补偿检测时装配于所述正交偏光模块中，位于试板孔中，所述试板孔设置在物镜转换器之上的正交偏光45°位；
所述位相检测与处理系统包括位相检测模块和光程差测算模块；所述位相检测模块与正交偏光模块直接相连，位于勃氏镜之上，与目镜位置相当；所述光程差测算模块与所述位相检测模块直接相连，位于正交偏光模块之外；
所述原位厚度测量系统包括自动升降模块和快速聚焦模块，所述自动升降模块和快速聚焦模块均位于正交偏光模块中，分别与载物台直接相连；
所述多波长光路系统、位相补偿系统、位相检测与处理系统、原位厚度测量系统以及温控系统均以正交偏光模块为中心展开设置，即所述正交偏光模块位于所述测试装置的中心位置；
所述温控系统包括温控模块，用于调节光学材料样品的温度。
本发明还提供一种光学材料双折射率的测试方法，所述测试方法在上述装置中进行。
根据本发明的实施方案，所述方法包括以下步骤：
(1)开启白光光源、位相检测模块、光程差测算模块、快速聚焦模块、自动升降模块和温控模块；
(2)将光学材料样品(例如晶体薄片)放于载物台的通光孔位置，设定温控模块的控温程序，借助目镜和快速聚焦模块将光学材料样品调中和准焦；旋转载物台并通过位相检测模块找到光学材料样品的消光位置，自消光位起旋转载物台45°；
(3)开启原位厚度测量系统，完成光学材料样品的自动升降和光学材料样品表面的快速聚焦，得到光学材料样品的厚度信息，记录厚度为d；
(4)在试板孔中插入光程差增补模块，旋转所述光程差增补模块至位相检测模块检测为零点位置(即目镜和图像传感器同时检测到视域中央大的黑十字)，继续顺时针旋转所述光程差增补模块至位相检测模块显示消光位为止，图像传感器记录光程差增补模块的旋转角度，并反馈给光程差测算模块；再逆时针旋转所述光程差增补模块至位相检测模块检测为零点位置，继续逆时针旋转所述光程差增补模块至位相检测模块显示消光位为止，图像传感器记录光程差增补模块的旋转角度，并反馈给光程差测算模块，完成白光光源下的位相补偿，得到光程差信息，记录为R0；
(5)关闭白光光源，切换连续光谱光源，以光谱仪检测干涉光谱信息，得到光学位相随波长的变化情况；
(6)光程差测算模块进行位相补偿和光谱干涉数据处理：通过R0分析白光下的干涉级序和干涉峰位，并由此确定多波长的干涉级序，进而得到R(λ)，根据下述公式计算双折射率Δn(λ)；
R(λ)＝Δn(λ)×d。
根据本发明的实施方案，步骤(4)中，若采用光程差增补模块增补过程中，干涉色升高，可以将光程差增补模块调零，载物台旋转90°，重复上述补偿过程至消光位为止。
根据本发明的实施方案，所述方法还包括步骤(7)，控制温控模块温度调整温度，重复步骤(1)-(6)，从而得到光学材料样品在不同温度下的数据信息。
根据本发明的实施方案，步骤(7)中，控制的温度范围为-100～500℃；优选为室温～200℃。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种以位相补偿和光谱干涉联用的微晶双折射率测试装置和采用上述装置测试双折射率的方法，能够有效地实现多波长、变温双折射率测试，充分考虑双折射率的频率色散和温度色散。本发明基于微晶颗粒的双折射率测试装置及测试方法，极大地提高了双折射率的测试效率，有助于非线性光学晶体、双折射晶体等新型光学材料的快速性能评估，大幅缩短材料研发周期。
附图说明
图1为本发明实施例中光学材料双折射率测试装置的结构示意图。
图2为本发明实施例中光学材料双折射率测试方法的流程图。
附图标记：10-多波长光路系统、20-位相补偿系统、30-位相检测与处理系统、40-原位厚度测量系统、50-温控系统、11-白光光源、12-连续光谱光源、13-起偏镜、14-锥光镜、15-载物台、16-偏光物镜、17-检偏镜、18-勃氏镜、21-光程差增补模块、31-目镜、32-光谱仪、33-图像传感器、34-光程差测算模块、41-快速聚焦模块、42-自动升降模块、51-温控模块。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例
如图1所示，光学材料双折射率测试装置包括多波长光路系统10、位相补偿系统20、位相检测与处理系统30、原位厚度测量系统40和温控系统50五大系统，以及双光路模块和正交偏光模块、光程差增补模块21、位相检测模块和光程差测算模块、快速聚焦模块41和自动升降模块42、温控模块51八个模块。
所述多波长光路系统10包括双光路模块、正交偏光模块；
所述位相补偿系统20包括光程差增补模块21，提供光学位相补偿；
所述位相检测与处理系统30包括位相检测模块和光程差测算模块；
所述原位厚度测量系统40包括快速聚焦模块41和自动升降模块42；用于样品厚度的原位测量；
所述温控系统50包括温控模块51，用于调节样品的温度。
其中，所述双光路模块与正交偏光模块直接相连，且所述双光路模块位于正交偏光模块的后部，构成整个测试装置的主光路系统；所述光程差增补模块21在位相补偿检测时装配于正交偏光模块中，位于偏光物镜16与检偏镜17之间的试板孔中，所述试板孔位于物镜转换器之上的正交偏光45°位；所述位相检测模块与所述正交偏光模块直接相连，位于勃氏镜18之上；光程差测算模块与所述位相检测模块的光谱仪32和图像传感器33直接相连；快速聚焦模块41和自动升降模块42均分别与正交偏光模块的机械部分直接相连，位于载物台(或样品台)15和偏光物镜16之间；温控模块(即高精度控温冷热台)51位于正交偏光模块中的载物台15之上。
本发明的光学材料双折射率测试设备基于以下原理：在正交偏光模块下，通过非均质晶体的两束偏光是出于同一偏振光，其频率相同，离开晶体表面或到达检偏镜时其各自的位相都不随时间而改变，即两束偏光的位相差恒定。同时，两束偏光经过检偏镜以后其偏光振动被限制在同一平面内，从而发生干涉。
多波长光路系统10由双光路模块和正交偏光模块构成，所述双光路模块包括白光光源11和连续光谱光源12。其中，白光光源用于位相补偿测试用光源，提供光程差R0测试用光源；连续光谱光源12为宽波段光谱灯，用于光谱干涉的连续光源。
所述正交偏光模块包括光学部分和辅助光学部分的机械部分；所述光学部分用于样品光学性质观察；
沿入射光方向，所述光学部分依次包括孔径光阑、起偏镜13、锥光镜14、偏光物镜16、检偏镜17、勃氏镜18；
所述机械部分包括载物台15，所述载物台位于所述锥光镜和偏光物镜之间。
所述机械部分还包括长工作距离镜臂、中间镜筒、物镜转换器。
其中，所述孔径光阑用于光线透过量调制；起偏镜13为高消光比偏振片，用于调制光源的偏振态，从普通光源发出的自然光经过起偏镜13发生偏振化作用，自然光全部转化为振动方向固定一致的偏光；锥光镜14为一小的凸透镜，配置为聚敛偏光系统的干涉图像观察；载物台15为一个可以水平旋转的圆形平台，其边缘带有360°的刻度，与固定的游标尺配合可以直接读出载物台15的旋转角度，载物台15中央有一个圆形通光孔，光学材料样品可以借助载玻片放于载物台15的通光孔之上，并通过载物台15的调节滑尺进行对中调整；偏光物镜16为一透镜组，用于光学材料样品的显微放大；检偏镜17与起偏镜13作用相同，即任何振动方向的光经过检偏镜17后都转化为振动方向固定一致的偏光，检偏镜17的振动方向始终与起偏镜13的振动方向垂直。所述勃氏镜18为一小的凸透镜，配置为聚敛偏光的干涉图像观察。
作为示例性地实施方案，位相补偿系统20由光程差增补模块21构成，用于光学位相补偿。具体地，光程差增补模块由一宽透光波段(深紫外-红外)的双折射晶体镶嵌在一带有千分滑尺的长条状金属框中，通过旋转光程差增补模块21的角度调整器来转动双折射晶体，从而完成位相补偿。
作为示例性地实施方案，位相检测与处理系统30由位相检测模块31-33和光程差测算模块34构成。具体地，位相检测模块包括目镜31、光谱仪32和图像传感器33；所述目镜由一组透镜组成，用于光学材料样品的显微观察。所述图像传感器用于记录光程差增补样品表面的光学位相变化。所述光谱仪用于记录干涉光谱信息。光程差测算模块34能够自动获取位相检测数据信息，并自动处理获得相应光程差数据，例如为自动测算软件。
作为示例性地实施方案，原位厚度测量系统由快速聚焦模块41和自动升降模块42构成，用于光学材料样品厚度的原位测量。具体地，快速聚焦模块41由多个传感器、分束镜等光学元件组成，用于光学材料样品表面的精准、快速聚焦；自动升降模块42为载物台升降的自动化机械设计，用于调节光学材料样品的自动升降。
作为示例性地实施方案，温控系统50由一温控模块51构成，用于调节光学材料样品温度，以完成双折射率的温度色散评估。
下面示例出采用上述测试装置测量双折射率的具体方法(如图2所示)：
(1)开启白光光源11，完成正交偏光系统校正(201)；
(2)将薄片晶体样品置于光路中的温控模块51中部并完成准焦，通过旋转载物台15找到光学材料样品消光位并完成位置锁定，再旋转载物台15找到45°位，从而使光学材料样品的折射率主轴与试板孔方向保持平行和垂直(202)；
(3)启用原位厚度测量系统40完成光学材料样品的自动升降和样品表面的快速聚焦，得到样品的精准厚度信息(203)，记录厚度为d；
(4)将光程差增补模块21插入试板孔中，调整光程差增补模块21至零点，此时位相检测模块的目镜31和图像传感器33同时观察到视域中心的“黑十字”，顺时针旋转光程差增补模块21的角度调整器，并在目镜31和图像传感器33中观察到样品表面干涉色按照干涉色级序表反向顺次降低至完全消光为止，图像传感器33记录光程差增补模块21的旋转角度i；逆时针旋转光程差增补模块21的角度调整器至零点，同样位相检测模块的目镜31和图像传感器33同时观察到视域中心的“黑十字”，继续逆时针旋转光程差增补模块21的角度调整器，并在目镜31和图像传感器33中观察到样品表面干涉色按照干涉色级序表反向顺次降低至完全消光为止，图像传感器33记录光程差增补模块21的旋转角度iˊ，完成白光下的位相补偿，得到光程差信息R0(204)；
(5)关闭白光光源，切换宽波段光谱灯光源12，即连续光谱光源，借助位相检测模块30的光谱仪32检测连续波段光源辐照下样品表面的位相变化，得到光学位相随波长的变化情况(205)；
(6)位相处理模块综合位相补偿(204)与光谱干涉(205)的位相数据，光程差测算模块进行位相补偿和光谱干涉数据处理，通过R0分析白光的干涉级序和干涉峰位，并由此确定多波长的干涉级序，进而得到光程差R(λ)，完成光程差R(λ)和双折率Δn(λ)换算(206)；
双折率换算依据的公式为：R(λ)＝Δn(λ)×d。
(7)控制温控模块温度，变化温度，重复步骤(1)-(6)，从而得到不同温度的数据信息。
测试例1
采用实施例中的装置和测试方法，室温下测试了厚度为415.65μm的(010)面KGePO5晶片400-700nm连续波长下的双折射率。首先，根据实施例中测试方法，借助光程差测算模块得到R0为6607nm，然后，借助光谱分析，得到光学位相随波长的变化规律，通过R0分析白光的干涉级序和干涉峰位，并由此确定多波长的干涉级序，得到R(λ)。最后，根据公式R(λ)＝Δn(λ)×d，换算得到Δn(λ)。具体测试结果如表1。
表1.(010)面KGePO5晶片的多波长双折射率测试结果
| 波长λ/nm | 光程差R(λ)/μm | 双折射率Δn(λ) |
| 658 | 6.580 | 0.01583 |
| 628 | 6.594 | 0.01586 |
| 600 | 6.600 | 0.01587 |
| 573 | 6.601 | 0.01588 |
| 546 | 6.607 | 0.01589 |
| 529 | 6.613 | 0.01590 |
| 511 | 6.643 | 0.01598 |
| 494 | 6.669 | 0.01604 |
| 478 | 6.692 | 0.01610 |
| 464 | 6.728 | 0.01619 |
| 450 | 6.750 | 0.01623 |
| 439 | 6.805 | 0.01637 |
| 427 | 6.832 | 0.01644 |
| 417 | 6.881 | 0.01655 |
| 407 | 6.919 | 0.01665 |
测试例2
采用实施例中的装置和测试方法，测试了厚度为415.65μm的(010)面KGePO5晶体在白光光源下的变温(室温～200℃)双折射率，测试过程为：采用冷热台温控模块完成样品温度控制，具体测试结果如表2。
表2.(010)面KGePO5晶体的变温双折射率测试结果
以上，对本发明的实施方式进行了示例性的说明。但是，本发明的保护范围不拘囿于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，本领域技术人员所作出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光学材料双折射率测试装置，其特征在于，所述装置包括多波长光路系统、位相补偿系统、位相检测与处理系统、原位厚度测量系统；
所述多波长光路系统包括双光路模块、正交偏光模块；
所述位相补偿系统包括光程差增补模块，用于光学位相补偿；
所述位相检测与处理系统包括位相检测模块和光程差测算模块；
所述原位厚度测量系统包括自动升降模块和快速聚焦模块；用于光学材料样品厚度的原位测量。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多波长光路系统、位相补偿系统、位相检测与处理系统、原位厚度测量系统均以正交偏光模块为中心展开设置。
优选地，所述正交偏光模块位于整个测试装置的中心位置。
3.根据权利要求1-2任一项所述的装置，其特征在于，所述正交偏光模块包括光学组件和机械组件；所述光学组件用于光学材料样品光学性质观察，所述机械组件用于辅助光学部分工作；
沿入射光方向，所述光学组件依次包括孔径光阑、起偏镜、锥光镜、偏光物镜、检偏镜、勃氏镜；
所述机械组件包括载物台，所述载物台位于所述锥光镜和偏光物镜之间。
优选地，所述机械组件还可以包括长工作距离镜臂、中间镜筒、和/或物镜转换器。
优选地，所述起偏镜由高消光比的偏振片制成，用于入射光偏振态的调制。
优选地，所述偏光物镜由多个透镜组合而成，用于光学材料样品的显微放大。
优选地，检偏镜的振动方向与起偏镜的振动方向垂直。
优选地，所述勃氏镜为凸透镜，用于聚敛偏光的干涉图像观察。
优选地，所述载物台为边缘带有360°刻度且能够水平旋转的圆形平台，所述载物台与固定的游标尺配合以直接读出载物台的旋转角度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述双光路模块与正交偏光模块直接相连，构成整个测试装置的核心光路系统。
优选地，所述双光路模块位于正交偏光模块的后部。
优选地，所述光程差增补模块在位相补偿检测时装配于正交偏光模块中，位于试板孔中。
优选地，所述试板孔设置在物镜转换器之上的正交偏光45°位。
5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述位相检测模块用于位相补偿和光谱干涉过程的位相检测，所述位相检测模块包括目镜、图像传感器和光谱仪。
优选地，所述光谱仪和图像传感器分别与光程差测算模块直接相连。
6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述目镜由一组透镜组成，用于光学材料样品的显微观察。
优选地，所述位相检测模块与正交偏光模块直接相连，位于勃氏镜之上，与目镜位置相当。
优选地，所述光程差测算模块与所述位相检测模块直接相连，位于正交偏光模块之外。
优选地，所述自动升降模块和快速聚焦模块均位于正交偏光模块中，分别与载物台直接相连。
优选地，所述双光路模块包括用于不同波长双折射率测试用光源，包括白光光源和连续光谱光源。
优选地，所述光程差增补模块为带有旋转千分尺的金属框，所述金属框内镶嵌双折射晶体，优选为宽透光波段的双折射晶体。
优选地，所述光程差增补模块位于试板孔中。
优选地，所述快速聚焦模块包括多个传感器、分束镜，用于光学材料样品表面的精准、快速聚焦。
优选地，所述自动升降模块为载物台升降的自动化机械设计，用于调节光学材料样品的自动升降，与快速聚焦模块联合，原位测量光学材料样品的厚度。
7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括温控系统。
优选地，所述温控系统包括温控模块，用于调节光学材料样品的温度。
优选地，所述温控模块为控温冷热台，设置在载物台之上，用于光学材料样品温度的调节。
8.一种光学材料双折射率的测试方法，所述测试方法在权利要求1-7任一项所述的装置中进行。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)开启白光光源、位相检测模块、光程差测算模块、快速聚焦模块、自动升降模块和温控模块；
(2)将光学材料样品放于载物台的通光孔位置，设定温控模块的控温程序，借助目镜和快速聚焦模块将光学材料样品调中和准焦；旋转载物台并通过位相检测模块找到光学材料样品的消光位置，自消光位起旋转载物台45°；
(3)开启原位厚度测量系统，完成光学材料样品的自动升降和光学材料样品表面的快速聚焦，得到光学材料样品的厚度信息，记录厚度为d；
(4)在试板孔中插入光程差增补模块，旋转所述光程差增补模块至位相检测模块检测为零点位置，继续顺时针旋转所述光程差增补模块至位相检测模块显示消光位为止，图像传感器记录光程差增补模块的旋转角度，并反馈给光程差测算模块；再逆时针旋转所述光程差增补模块至位相检测模块检测为零点位置，继续逆时针旋转所述光程差增补模块至位相检测模块显示消光位为止，图像传感器记录光程差增补模块的旋转角度，并反馈给光程差测算模块，完成白光光源下的位相补偿，得到光程差信息，记录为R0；
(5)关闭白光光源，切换连续光谱光源，以光谱仪检测干涉光谱信息，得到光学位相随波长的变化情况；
(6)光程差测算模块进行位相补偿和光谱干涉数据处理：通过R0分析白光的干涉级序和干涉峰位，并由此确定多波长的干涉级序，进而得到R(λ)，根据下述公式计算双折射率△n(λ)；
R(λ)＝△n(λ)×d。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，若采用光程差增补模块增补过程中，干涉色升高，将光程差增补模块调零，载物台旋转90°，重复上述补偿过程至消光位为止。
优选地，所述方法还包括步骤(7)，控制温控模块温度调整温度，重复步骤(1)-(6)，从而得到光学材料样品在不同温度下的数据信息。
优选地，步骤(7)中，控制的温度范围为-100～500℃；优选为室温～200℃。
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