CN215727693U - 一种偏振光反射率测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型旨在提供一种结构简单、可靠性高并且能够对样品的多处进行快速测量的偏振光反射率测量装置。本实用新型包括旋转台、激光器、第一偏振片、第二偏振片、第一光电探测器、第二光电探测器以及视觉监控模组，所述激光器所发出的光束依次射入所述第一偏振片、所述旋转台上的待测试样品以及所述第一光电探测器中，被待测试样品反射出来的光束依次射入所述第二偏振片和所述第二光电探测器中，所述视觉监控模组的监控端与所述旋转台上的待测试样品相对设置。本实用新型应用于偏振光测量的技术领域。
Description
技术领域
本实用新型应用于偏振光测量技术领域，特别涉及一种偏振光反射率测量装置。
背景技术
光波作为一种电磁波，从一种介质传播至不同介质的表面，不仅有方向改变，能量重分配，还存在着相位跃迁，偏振态的变化。偏振是光波电矢量振动方向的特征，是独立于强度、光谱的特征维度。与目标表面特征和材料理化特性密切相关，因此探测获取目标反射光的偏振特征，能够得到不同于强度、光谱的光学信息维度，使获取的目标光学信息量和信息维度得到扩展，大大提高目标探测识别能力。偏振反射特性与目标材料理化特征和空间角度相关，要全面而准确地掌握目标的偏振反射特性，必须掌握偏振反射特性与入射角、反射角、材料理化参数等各个影响因素之间的定量关系。
目前，一般利用偏振测量装置来对偏振反射光进行测量，但是现有的偏振测量装置在测量过程中无法检测入射光是否打到样品的测量区域，测量的可靠性不够高，并且对样品的某一处测量后，需要人工转动样品，再对样品的其他部位进行测量，比较繁琐，工作效率低。现有一公开号为CN112730266A的专利提出了一种偏振反射测量系统及结构参数测量方法，该测量系统创造性地将光路系统中的偏振片从两片降低为一片，并将其放置在反射式物镜和第一分光镜之间，使得该偏振片既提供检偏器的功能，也同时起到起偏器作用，同时提出将聚焦物镜和光谱仪加入测量光路，用于表征测量区域。但是该测量系统将两个分光镜和三个光路集成到一起，在机台调试时公差相对会非常紧，无法适合真正的生产工作，同时光源经过层层衰减到光谱仪后会很小，且无法直观看到测量区域。如能设计出一种结构简单、可靠性高并且能够对样品的多处进行快速测量的偏振光反射率测量装置，则能够很好地解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、可靠性高并且能够对样品的多处进行快速测量的偏振光反射率测量装置。
本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括旋转台、激光器、第一偏振片、第二偏振片、第一光电探测器、第二光电探测器以及视觉监控模组，所述激光器所发出的光束依次射入所述第一偏振片、所述旋转台上的待测试样品以及所述第一光电探测器中，被待测试样品反射出来的光束依次射入所述第二偏振片和所述第二光电探测器中，所述视觉监控模组的监控端与所述旋转台上的待测试样品相对设置。
由上述方案可见，将待测试样品放置在所述旋转台上，所述激光器所发出的光束依次射入所述第一偏振片、所述旋转台上的待测试样品以及所述第一光电探测器中，所述第一光电探测器对偏振后的入射光束进行测量，被待测试样品反射出来的光束依次射入所述第二偏振片和所述第二光电探测器中，所述第二光电探测器对偏振后的反射光束进行测量。一方面，所述视觉监控模组可以实时监控输入光是否入射到测量区域，如果没有入射到测量区域则对所述激光器或者样品的位置进行调整，从而大大地提高了测量的可靠性；另一方面，通过所述旋转台的旋转作用，能够实现对样品的多处进行快速测量，从而大大地提高了工作效率。
进一步地，所述一种偏振光反射率测量装置还包括两个光功率计，所述第一光电探测器和所述第二光电探测器分别与两个所述光功率计信号连接，两个所述光功率计均与外部的计算机系统信号连接。由此可见，两个所述光功率计分别显示入射光和反射光的光功率，分别为P1和P2，并且传输到计算机系统中进行反射率计算，P2/P1即为样品的线偏振光反射率。
进一步地，所述视觉监控模组包括支撑座、工业相机以及光源，所述工业相机和所述光源均设置在所述支撑座上。由此可见，所述光源为样品的测量区域提供足够的亮度，所述工业相机通过其拍摄作用实时监控照射在样品测量区域上的入射光束，根据对位需求来调整入射光路。
进一步地，所述一种偏振光反射率测量装置还包括两个第一旋转机构，所述第一偏振片和所述第二偏振片分别设置在两个所述第一旋转机构的活动端。由此可见，通过两个所述旋转机构的驱动，能够分别调整所述第一偏振片和所述第二偏振片的旋转角度，使得两个所述光功率计的读数最大。
进一步地，所述一种偏振光反射率测量装置还包括两个直线模组，所述第一光电探测器和所述第二光电探测器分别设置在两个所述直线模组的活动端。由此可见，通过两个所述直线模组的驱动，带动所述第一光电探测器移动到入射光路中，带动所述第二光电探测器移动到反射光路中。
进一步地，所述一种偏振光反射率测量装置还包括光路调整模组，所述光路调整模组包括光纤准直器和第二旋转机构，所述光纤准直器设置在所述第二旋转机构的活动端，所述激光器所发出的光束依次射入所述第一偏振片、所述光纤准直器、所述旋转台上的待测试样品以及所述第一光电探测器中。由此可见，通过设置有所述光纤准直器，能够保证入射光束准直输出，从而确保测量精度。
附图说明
图1是本实用新型的平面结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，在本实施例中，本实用新型包括旋转台1、激光器2、第一偏振片3、第二偏振片4、第一光电探测器5、第二光电探测器6以及视觉监控模组，所述激光器2所发出的光束依次射入所述第一偏振片3、所述旋转台1上的待测试样品7以及所述第一光电探测器5中，被待测试样品7反射出来的光束依次射入所述第二偏振片4和所述第二光电探测器6中，所述视觉监控模组的监控端与所述旋转台1上的待测试样品7相对设置。其中，所述激光器2为近红外保偏光纤激光器。
在本实施例中，所述一种偏振光反射率测量装置还包括两个光功率计，所述第一光电探测器5和所述第二光电探测器6分别与两个所述光功率计信号连接，两个所述光功率计均与外部的计算机系统信号连接。
在本实施例中，所述视觉监控模组包括支撑座、工业相机8以及光源9，所述工业相机8和所述光源9均设置在所述支撑座上。其中，所述光源9为红色环形光源，可以输出红色光来增加样品测量区域的亮度。
在本实施例中，所述一种偏振光反射率测量装置还包括两个第一旋转机构，所述第一偏振片3和所述第二偏振片4分别设置在两个所述第一旋转机构的活动端。其中，所述第一偏振片3和所述第二偏振片4的直径为12.5mm，工作波长范围为650-2000nm，消光比大于10000：1。
在本实施例中，所述一种偏振光反射率测量装置还包括两个直线模组，所述第一光电探测器5和所述第二光电探测器6分别设置在两个所述直线模组的活动端。其中，所述第一光电探测器5和所述第二光电探测器6为标准光电二极管功率探头，工作波长范围为400-1100nm，最小可测量光功率为1nW，线性度为±0.5%。
在本实施例中，所述一种偏振光反射率测量装置还包括光路调整模组，所述光路调整模组包括光纤准直器10和第二旋转机构，所述光纤准直器10设置在所述第二旋转机构的活动端，所述激光器2所发出的光束依次射入所述第一偏振片3、所述光纤准直器10、所述旋转台1上的待测试样品7以及所述第一光电探测器5中。其中，所述光纤准直器10为非球面透镜准直器，EFL=4.63mm，光纤接口为FC/APC，保偏尾纤输出。由于所述激光器2的数值孔径NA为0.12，发散角约为7度，传输一定距离后，光斑会变大，不便于测量安装，同时会影响测量精度，因此须经过所述光纤准直器10准直输出。
在本实施例中，所述激光器2是单模保偏输出，功率为10mW，为保证所述激光器2和所述光纤准直器10的耦合精度，激光器的光纤接口为FC/APC接口。所述激光器2和所述光纤准直器10通过保偏光纤连接器连接，同时为降低插入损耗，所述激光器2的输出光纤和所述光纤准直器10的保偏尾纤均标出偏振方向。
在本实施例中，本实用新型的工作原理如下：
将待测试样品7放置在所述旋转台1上，所述激光器2所发出的光束依次射入所述第一偏振片3、所述光纤准直器10、待测试样品7以及所述第一光电探测器5中，所述第一光电探测器5对偏振后的入射光束进行测量，被待测试样品7反射出来的光束依次射入所述第二偏振片4和所述第二光电探测器6中，所述第二光电探测器6对偏振后的反射光束进行测量。两个所述光功率计分别显示入射光和反射光的光功率，分别为P1和P2，并且传输到计算机系统中进行反射率计算，P2/P1即为样品的线偏振光反射率。
一方面，所述工业相机8可以实时监控输入光是否入射到测量区域，如果没有入射到测量区域则对所述激光器或者样品的位置进行调整，从而大大地提高了测量的可靠性；另一方面，通过所述旋转台1的旋转作用，能够实现对样品的多处进行快速测量，从而大大地提高了工作效率。
Claims (6)
1.一种偏振光反射率测量装置，其特征在于：它包括旋转台（1）、激光器（2）、第一偏振片（3）、第二偏振片（4）、第一光电探测器（5）、第二光电探测器（6）以及视觉监控模组，所述激光器（2）所发出的光束依次射入所述第一偏振片（3）、所述旋转台（1）上的待测试样品（7）以及所述第一光电探测器（5）中，被待测试样品（7）反射出来的光束依次射入所述第二偏振片（4）和所述第二光电探测器（6）中，所述视觉监控模组的监控端与所述旋转台（1）上的待测试样品（7）相对设置。
2.根据权利要求1所述的一种偏振光反射率测量装置，其特征在于：所述一种偏振光反射率测量装置还包括两个光功率计，所述第一光电探测器（5）和所述第二光电探测器（6）分别与两个所述光功率计信号连接，两个所述光功率计均与外部的计算机系统信号连接。
3.根据权利要求1所述的一种偏振光反射率测量装置，其特征在于：所述视觉监控模组包括支撑座、工业相机（8）以及光源（9），所述工业相机（8）和所述光源（9）均设置在所述支撑座上。
4.根据权利要求1所述的一种偏振光反射率测量装置，其特征在于：所述一种偏振光反射率测量装置还包括两个第一旋转机构，所述第一偏振片（3）和所述第二偏振片（4）分别设置在两个所述第一旋转机构的活动端。
5.根据权利要求1所述的一种偏振光反射率测量装置，其特征在于：所述一种偏振光反射率测量装置还包括两个直线模组，所述第一光电探测器（5）和所述第二光电探测器（6）分别设置在两个所述直线模组的活动端。
6.根据权利要求1所述的一种偏振光反射率测量装置，其特征在于：所述一种偏振光反射率测量装置还包括光路调整模组，所述光路调整模组包括光纤准直器（10）和第二旋转机构，所述光纤准直器（10）设置在所述第二旋转机构的活动端，所述激光器（2）所发出的光束依次射入所述第一偏振片（3）、所述光纤准直器（10）、所述旋转台（1）上的待测试样品（7）以及所述第一光电探测器（5）中。
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| CN202121871054.7U CN215727693U (zh) | 2021-08-11 | 2021-08-11 | 一种偏振光反射率测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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2021
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