一种人工晶体光学均匀性测试装置及测试方法与流程

1.本发明涉及人工晶体技术领域，具体涉及一种人工晶体光学均匀性测试装置及测试方法。


背景技术：

2.现有技术对于光学材料的光学均匀性测试，采用的常规测试技术是：使测试光两次透过光学材料，以此来测试光学材料的光学均匀性；这种测试方案通常是增加光学材料的厚度来减小测试误差，例如，光学材料的普遍厚度在50mm以上；
3.由于人工晶体(典型为z切石英晶体)生长方式和成本的限制，当采用上述测试技术对人工晶体光学均匀性测试时，较难或无法提供较厚的人工晶体样品，导致人工晶体较难或无法进行光学均匀性指标的测试。


技术实现要素：

4.针对人工晶体光学均匀性测试所存在的问题，本技术提供一种人工晶体光学均匀性测试装置及测试方法。通过设计测试装置，使测试光在射入和射出的过程中四次透过待测人工晶体，在精确测量人工晶体光学均匀性的基础上，不仅可以降低待测人工晶体厚度，而且，极大的降低了待测人工晶体的制造难度和制造成本。
5.本发明技术方案如下：
6.本发明提供一种人工晶体光学均匀性测试装置，包括：沿光路传播方向依次设置的分光元件、1/4波片和反射平板；所述分光元件透过p偏振光、反射s偏振光；
7.待测人工晶体放置于所述1/4波片和反射平板之间；
8.测试光以p偏振光射入所述分光元件，测试光经所述分光元件、1/4波片和反射平板的作用四次透过所述待测人工晶体，并以p偏振光经所述分光元件射出，基于所述测试光四次透过所述待测人工晶体测试其光学均匀性。
9.进一步优选的，所述测试光经所述分光元件、1/4波片和反射平板的作用四次透过所述待测人工晶体，并以p偏振光射出所述分光元件，具体包括：
10.将p偏振光射入所述分光元件，所述p偏振光透过所述分光元件射入所述1/4波片上，所述1/4波片将所述p偏振光转换成右旋圆偏光，所述右旋圆偏光第一次透过所述待测人工晶体并照射至所述反射平板上；
11.所述右旋圆偏光经所述反射平板反射后，以左旋圆偏光第二次透过所述待测人工晶体，并照射至所述1/4波片上，所述1/4波片将所述左旋圆偏光转换成s偏振光照射至所述分光元件上；
12.所述s偏振光经所述分光元件反射后照射至所述1/4波片上，所述1/4波片将所述s偏振光转换成左旋圆偏光，所述左旋圆偏光第三次透过所述待测人工晶体并照射至所述反射平板上；
13.所述左旋圆偏光经所述反射平板反射后，以右旋圆偏光第四次透过所述待测人工
晶体，并照射至所述1/4波片上，所述1/4波片将所述右旋圆偏光转换成p偏振光，所述p偏振光经所述分光元件射出。
14.进一步优选的，所述1/4波片的快轴与入射光呈45
°
放置。
15.进一步优选的，基于所述测试光四次透过所述待测人工晶体测试其光学均匀性，具体为：根据入射的p偏振光与经四次透过所述待测人工晶体后出射的p偏振光所产生的干涉图样获取所述待测人工晶体的光学均匀性。
16.进一步优选的，还包括根据所述待测人工晶体的前后表面的畸变及所述反射平板的畸变获取所述待测人工晶体的光学均匀性。
17.进一步优选的，所述待测人工晶体为在光路传播方向上无双折射现象的晶体。
18.本发明还提供一种利用上述的人工晶体光学均匀性测试装置对人工晶体光学均匀性测试的测试方法，包括步骤：
19.将待测人工晶体放置于1/4波片和反射平板之间；
20.将p偏振光射入分光元件，经分光元件、1/4波片和反射平板的作用四次透过所述待测人工晶体，并以p偏振光经所述分光元件射出；
21.基于光束四次透过所述待测人工晶体测试其光学均匀性。
22.进一步优选的，所述将p偏振光射入分光元件，经分光元件、1/4波片和反射平板的作用四次透过所述待测人工晶体，并以p偏振光射出所述分光元件；具体包括步骤：
23.将p偏振光射入所述分光元件，所述p偏振光透过所述分光元件射入所述1/4波片上，所述1/4波片将所述p偏振光转换成右旋圆偏光，所述右旋圆偏光第一次透过所述待测人工晶体并照射至所述反射平板上；
24.所述右旋圆偏光经所述反射平板反射后，以左旋圆偏光第二次透过所述待测人工晶体，并照射至所述1/4波片上，所述1/4波片将所述左旋圆偏光转换成s偏振光照射至所述分光元件上；
25.所述s偏振光经所述分光元件反射后照射至所述1/4波片上，所述1/4波片将所述s偏振光转换成左旋圆偏光，所述左旋圆偏光第三次透过所述待测人工晶体并照射至所述反射平板上；
26.所述左旋圆偏光经所述反射平板反射后，以右旋圆偏光第四次透过所述待测人工晶体，并照射至所述1/4波片上，所述1/4波片将所述右旋圆偏光转换成p偏振光，所述p偏振光经所述分光元件射出。
27.进一步优选的，基于光束四次透过所述待测人工晶体测试其光学均匀性，具体为：根据入射的p偏振光与经四次透过所述待测人工晶体后出射的p偏振光所产生的干涉图样获取所述待测人工晶体的光学均匀性。
28.进一步优选的，还包括根据所述待测人工晶体的前后表面的畸变及所述反射平板的畸变获取所述待测人工晶体的光学均匀性。
29.依据上述实施例的人工晶体光学均匀性测试装置及测试方法，由于通过分光元件、1/4波片和反射平板的作用，使入射的测试光四次透过待测人工晶体，在精确测量人工晶体光学均匀性的基础上，不仅可以降低待测人工晶体厚度，而且，极大的降低了待测人工晶体的制造难度和制造成本。
附图说明
30.图1为光学材料光学均匀性测试现有测试技术示意图；
31.图2为人工晶体光学均匀性测试装置示意图。
具体实施方式
32.下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
33.现有光学材料的光学均匀性测试方案如图1所示，这种测试方案是通过增加光学材料(样品)的厚度来减少测试误差，但是对于人工晶体，例如，z切石英晶体，由于其生长方式和成本的限制，较难或无法提供较厚的人工晶体样品，导致人工晶体较难或无法进行光学均匀性指标的测试。
34.基于此，针对较薄的待测人工晶体的光学均匀性测试，本技术通过设计使测试光多次透过待测人工晶体，来弥补待测人工晶体厚度不足的问题，本技术提供的测试装置能够精确地测试较薄的待测人工晶体的光学均匀性，且较薄的待测人工晶体极大地降低了其制造难度和制造成本。
35.如图2所示，本技术提供的人工晶体光学均匀生测试装置包括沿光路传播方向依次设置的分光元件100、1/4波片200和反射平板300。
36.其中，分光元件100具有透过p偏振光和反射s偏振光的特性，也即是，p偏振光能够透过分光元件100，s偏振光能够被分光元件100反射。
37.1/4波片200的快轴与入射光呈45
°
放置，待测人工晶体400为在光路传播方向上无双折射现象的晶体，待测人工晶体400放置于1/4波片200和反射平板300之间。
38.测试光以p偏振光射入分光元件100，测试光经分光元件100、1/4波片200和反射平板300的作用四次透过待测人工晶体400，并以p偏振光经分光元件100射出，基于测试光四次透过待测人工晶体400测试其光学均匀性。
39.具体的，请继续参考图2，将p偏振光101射入分光元件100，p偏振光101透过分光元件100射入1/4波片200上，1/4波片200将p偏振光101转换成右旋圆偏光102，右旋圆偏光102第一次透过待测人工晶体400并照射至反射平板300上；
40.右旋圆偏光102经反射平板300反射后，以左旋圆偏光103第二次透过待测人工晶体400，并照射至1/4波片200上，1/4波片200将左旋圆偏光103转换成s偏振光104照射至分光元件100上；
41.s偏振光104经分光元件100反射后照射至1/4波片200上，1/4波片200将s偏振光104转换成左旋圆偏光105，左旋圆偏光105第三次透过待测人工晶体400并照射至反1射平板300上；
42.左旋圆偏光105经反射平板300反射后，以右旋圆偏光106第四次透过待测人工晶体400，并照射至1/4波片200上，1/4波片200将右旋圆偏光106转换成p偏振光101，p偏振光101经分光元件100射出。
43.其中，基于测试光四次透过待测人工晶体测试其光学均匀性，具体为：根据入射的p偏振光与经四次透过待测人工晶体后出射的p偏振光所产生的干涉图样获取待测人工晶体的光学均匀性。
44.进一步，在实际应用中，由于待测人工晶体的前后表面并非完全平行的完美平面，
考虑实际的应用，在前述入射的p偏振光与出射的p偏振光所产生的干涉图样的基础上，还包括根据待测人工晶体的前后表面的畸变及反射平板的畸变获取待测人工晶体的光学均匀性。
45.通过图2可知，本技术将分光元件、1/4波片和反射平板应用到人工晶体光学均匀性测试中，使测试光能够四次透过待测人工晶体，以降低待测人工晶体样品的厚度，降低待测人工晶体样品的制造难度和制造成本。
47.基于本技术提供的测试装置，本技术还提供一种使用该测试装置对人工晶体光学均匀性测试的测试方法，具体包括如下步骤：
48.s100：将待测人工晶体放置于1/4波片和反射平板之间。
49.s200：将p偏振光射入分光元件，经分光元件、1/4波片和反射平板的作用四次透过待测人工晶体，并以p偏振光射出所述分光元件。
50.s300：基于光束四次透过待测人工晶体测试其光学均匀性。
51.其中，在步骤s200中，该四次透过待测人工晶体的过程如下：
52.s201：将p偏振光射入分光元件，p偏振光透过分光元件射入1/4波片上，1/4波片将p偏振光转换成右旋圆偏光，右旋圆偏光第一次透过所述待测人工晶体并照射至所述反射平板上。
53.s202：右旋圆偏光经反射平板反射后，以左旋圆偏光第二次透过待测人工晶体，并照射至1/4波片上，1/4波片将左旋圆偏光转换成s偏振光照射至分光元件上。
54.s203：s偏振光经分光元件反射后照射至1/4波片上，1/4波片将s偏振光转换成左旋圆偏光，左旋圆偏光第三次透过待测人工晶体并照射至反射平板上。
55.s204：左旋圆偏光经反射平板反射后，以右旋圆偏光第四次透过待测人工晶体，并照射至1/4波片上，1/4波片将右旋圆偏光转换成p偏振光，p偏振光经分光元件射出。
56.在步骤s300中，基于光束四次透过待测人工晶体测试其光学均匀性，具体为：根据入射的p偏振光与经四次透过所述待测人工晶体后出射的p偏振光所产生的干涉图样获取待测人工晶体的光学均匀性。
57.进一步，在实际应用中，由于待测人工晶体的前后表面并非完全平行的完美平面，考虑实际的应用，在前述入射的p偏振光与出射的p偏振光所产生的干涉图样的基础上，还包括根据待测人工晶体的前后表面的畸变及反射平板的畸变获取待测人工晶体的光学均匀性。
58.本技术提供的测试装置及测试方法，使测试光多次经过待测人工晶体，可用来降低待测人工晶体的厚度，例如，与常规的测试光两次透过待测人工晶体相比，测试光四次透过待测人工晶体使待测人工晶体的厚度明显减小，对于人工晶体样品来讲，极大的降低了样品制造难度和成本。
59.以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。