波片光軸量測設(shè)備及量測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及波片光軸量測量裝置，特別涉及一種波片光軸量測設(shè)備和測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]波片是能使互相垂直的兩光振動(dòng)間產(chǎn)生附加光程差(或相位差)的光學(xué)器件。通常由具有精確厚度的石英、方解石或云母等雙折射晶片做成，其光軸與晶片表面平行。以線偏振光垂直入射到晶片，其振動(dòng)方向與晶片光軸夾Θ角(Θ # O)，入射的光振動(dòng)分解成垂直于光軸(O振動(dòng))和平行于光軸(e振動(dòng))兩個(gè)分量，它們對應(yīng)晶片中的ο光和e光。
[0003]波片中的ο光和e光沿同一方向傳播，但傳播速度不同(折射率不同)，穿出波片后兩種光間產(chǎn)生(no-ne) d光程差(見光程)，d為波片厚度，no和ne為ο光和e光的折射率，兩垂直振動(dòng)間的相位差為Δ j = 2 π (no-ne) d/λ。凡能使ο光和e光產(chǎn)生λ/4附加光程差的波片稱為四分之一波片。λ / 4波片的光軸方向與入射線偏振光偏振方向的夾角會(huì)影響出射光的偏振態(tài)，在實(shí)際應(yīng)用中，知道λ/4波片的光軸方向至關(guān)重要。
[0004]目前常用的量測λ /4波片的光軸的設(shè)備為Axometrics公司的AxoScan?系統(tǒng)。其功能強(qiáng)大，但是價(jià)格昂貴，無法適合中小企業(yè)的應(yīng)用推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種波片光軸量測設(shè)備，可以用于量測λ /4波片的光軸，具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用上述波片光軸量測設(shè)備的波片光軸量測方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施方式提供如下技術(shù)方案:
[0008]—種波片光軸量測設(shè)備，其中，包括光源、標(biāo)準(zhǔn)λ/4波片、依光傳播方向依次層疊設(shè)置的第一載物臺、可旋轉(zhuǎn)載物臺、第二載物臺和光強(qiáng)測量儀器，所述第一載物臺上固定有第一起偏件片，所述第二載物臺上固定有第二起偏件，所述第一起偏件和所述第二起偏件相對設(shè)置，且所述第一起偏件的穿透軸和所述第二起偏件的穿透軸呈正交設(shè)置，所述可旋轉(zhuǎn)載物臺用于放置待測λ/4波片，所述標(biāo)準(zhǔn)λ/4波片可拆卸地放置在所述第一載物臺和所述第二載物臺兩者之一上，所述標(biāo)準(zhǔn)λ/4波片介于所述第一起偏件和所述第二起偏件之間。
[0009]其中，還包括伺服電機(jī)，所述可旋轉(zhuǎn)載物臺與所述伺服電機(jī)連接，所述伺服電機(jī)控制可旋轉(zhuǎn)載物臺的旋轉(zhuǎn)范圍滿足光強(qiáng)測量儀器能夠檢測到兩次最小光強(qiáng)值。
[0010]其中，伺服電機(jī)控制可旋轉(zhuǎn)載物臺的旋轉(zhuǎn)范圍為0-360°。
[0011]其中，還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)中預(yù)設(shè)所述伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。
[0012]其中，所述控制系統(tǒng)控制所述伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)的時(shí)間間隔大于光強(qiáng)測量儀器的反應(yīng)時(shí)間。
[0013]其中，所述第一起偏件和所述第二起偏件為偏振片或起偏鏡。
[0014]其中，所述光強(qiáng)測量儀器為亮度測量儀或功率計(jì)。
[0015]本發(fā)明還提供一種波片光軸量測方法，其中，包括如下步驟:
[0016]提供相對設(shè)置的第一起偏件和第二起偏件，所述第一起偏件和所述第二起偏件的穿透軸正交，所述第一起偏件和所述第二起偏件之間放置可旋轉(zhuǎn)的待測λ/4波片；
[0017]提供光源和光強(qiáng)測量儀器，所述光源的光線能依次透過所述第一起偏件、所述待測λ /4波片和所述第二起偏件后到達(dá)所述光強(qiáng)測量儀器；
[0018]開啟所述光源和所述光強(qiáng)測量儀器，旋轉(zhuǎn)所述待測λ /4波片，所述光強(qiáng)測量儀器監(jiān)測光強(qiáng)變化值，記錄相鄰兩次出現(xiàn)最小光強(qiáng)值時(shí)所述第一起偏件穿透軸在待測λ/4波片上的投影方向，得到第一軸和第二軸；
[0019]在所述第一起偏件和所述第二起偏件之間固定一標(biāo)準(zhǔn)λ /4波片，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)λ /4波片的光軸方向與所述第一起偏件的穿透軸方向的夾角為銳角，旋轉(zhuǎn)所述待測λ/4波片，記錄并比較所述第一軸和所述第二軸分別與標(biāo)準(zhǔn)λ /4波片的光軸方向重合時(shí)的光強(qiáng)值。
[0020]其中，所述第一起偏件和所述第二起偏件為偏振片或起偏鏡。
[0021]其中，所述光強(qiáng)測量儀器為亮度測量儀或功率計(jì)。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果:
[0023]本發(fā)明的量測設(shè)備通過在光源傳播方向上設(shè)置穿透軸呈正交設(shè)置第一起偏件片和第二起偏件，以及二者之間的可旋轉(zhuǎn)載物臺上放置待測λ /4波片，并通過光強(qiáng)測量儀器用于量測光強(qiáng)檢測第二起偏件射出的光，然后通過旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)載物臺記錄最小光強(qiáng)時(shí)待測λ/4波片的位置，最后通過該位置與標(biāo)準(zhǔn)λ/4波片光軸疊加，確認(rèn)待測λ/4波片的光軸。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1是本發(fā)明波片光軸量測設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是采用圖1所述的光軸量測設(shè)備的量測流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028]請參閱圖1，本發(fā)明提供的波片光軸量測設(shè)備100包括光源10、標(biāo)準(zhǔn)λ/4波片(圖未示出)、第一載物臺20、可旋轉(zhuǎn)載物臺30、第二載物臺40和光強(qiáng)測量儀器50，第一載物臺20、可旋轉(zhuǎn)載物臺30、第二載物臺40和光強(qiáng)測量儀器50依光傳播方向依次設(shè)置。所述第一載物臺20、所述可旋轉(zhuǎn)載物臺30和所述第二載物臺40的中間相對應(yīng)設(shè)有開孔(圖未編號)，所述第一載物臺20上固定有與所述開孔對齊的第一起偏件片21，所述可旋轉(zhuǎn)載物臺30固定有與所述開孔對齊的待測λ /4波片31，所述第二載物臺40上固定有與所述開孔對齊的第二起偏件41，所述第一起偏件21和所述第二起偏件41的穿透軸呈正交設(shè)置，所述光源10的光線可透過所述第一起偏件21、所述待測λ /4波片31和所述第二起偏件41到達(dá)所述光強(qiáng)測量儀器50，所述光強(qiáng)測量儀器50用于量測從第二起偏件41射出的光強(qiáng)。
[0029]所述標(biāo)準(zhǔn)λ/4波片為已知光軸方向的λ/4波片，在確定最小光強(qiáng)位置后，放置在所述第一載物臺20和所述第二載物臺40兩者之一上。換而言之，所述標(biāo)準(zhǔn)λ/4波片可拆卸地放置在所述第一載物臺20和所述第二載物臺40兩者之一上。所述標(biāo)準(zhǔn)λ/4波片介于所述第一起偏件21和所述第二起偏件41之間，并且保證標(biāo)準(zhǔn)λ /4波片的光軸與第一起偏件21或第二起偏件41的穿透軸的夾角為銳角，用于確定光軸。
[0030]進(jìn)一步的，中間的可旋轉(zhuǎn)載物臺30與伺服電機(jī)60相連接。通過伺服電機(jī)60精確控制可旋轉(zhuǎn)載物臺30的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)所述待測λ/4波片31的轉(zhuǎn)動(dòng)，以便光強(qiáng)測量儀器50精確量測光強(qiáng)的變化。進(jìn)一步的，伺服電機(jī)60的轉(zhuǎn)動(dòng)精度可達(dá)到0.01度。具體的，伺服電機(jī)60由控制系統(tǒng)70控制，控制系統(tǒng)70包括伺服放大器(圖未示出)驅(qū)動(dòng)，其一般通過位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達(dá)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位。
[0031]伺服電機(jī)60的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)頻率可以在控制系統(tǒng)70中預(yù)先設(shè)定。
[0032]進(jìn)一步的，控制系統(tǒng)70控制伺服電機(jī)60并通過伺服電機(jī)60控制可旋轉(zhuǎn)載物臺30的旋轉(zhuǎn)范圍至少滿足能夠出現(xiàn)兩次最小光強(qiáng)值。
[0033]更進(jìn)一步的，伺服電機(jī)控制60控制可旋轉(zhuǎn)載物臺30的平面旋轉(zhuǎn)范圍為0-360°。
[0034]進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)70控制所述伺服電機(jī)60旋轉(zhuǎn)的時(shí)間間隔大于光強(qiáng)測量儀器50的反應(yīng)時(shí)間。以便于光強(qiáng)測量儀器50能夠準(zhǔn)確記錄光強(qiáng)值。
[0035]進(jìn)一步的，所述第一起偏件21和所述第二起偏件41為偏振片或起偏鏡。
[0036]進(jìn)一步的，所述光強(qiáng)測量儀器50為亮度測量儀或功率計(jì)。顯而易見的，所述光強(qiáng)測量儀器但不限于所舉，只要是能夠檢測光強(qiáng)變化值得儀器都可以適用。
[0037]具體的，在實(shí)際應(yīng)用中，可以采用亮度測量儀，優(yōu)選日本拓普康的ΒΜ-7Α，因?yàn)槠潴w積小，重量輕，且精度夠用，適合裝載在載物臺的上。其次優(yōu)選為柯尼卡美能達(dá)的CA-310。其體積和重量均較大。再次優(yōu)選為柯尼卡美能達(dá)的CS2000，CS2000A和SR-UL2等分光光度計(jì)，其重量重，體積較大，但其可以量測頻譜。適合有頻