一种光学微腔的光子等频图和能带结构一次成像装置

摘要

本发明公开了一种光学微腔的光子等频图和能带结构一次成像装置，至少包括一个无限筒长的显微物镜、一套配有二维CCD的光栅光谱仪、一套显微镜照明系统、一根光纤、一个单色仪、一个宽带光源和一套成像系统；光子等频图和能带结构测量由以下部件实现：根据阿贝正弦关系将无限筒长显微物镜作为一种将波矢空间直接转换到实空间的变换器件，形成切向波矢和后焦平面上垂轴方向坐标位置的线性对应关系，探测光路上光谱仪配备的二维CCD通过成像系统和物镜后焦平面共轭，通过单色仪和的光谱仪配合使用获得所测样品的光子等频图和能带结构。本发明实现了光子等频图和能带结构的方便、一次成像测量，可以应用于微纳光学领域的光学性质测量。

主权项

一种光学谐振腔的光子等频图和光子能带结构一次成像测量装置，包括一个无限筒长的显微物镜(1)、一套配有二维CCD(2)的光栅光谱仪(3)、一套显微镜照明系统(4)、一根光纤(5)、一个单色仪(6)、一个宽波带光源(7)、一套成像光学系统(8)，其特征在于：所述的一次成像测量装置将无限筒长显微物镜(1)当做一种直接把波矢空间转换到实空间的变换器件，放置在显微物镜前焦平面(9)上的样品发出的不同角度的光汇聚到显微物镜后焦平面(10)不同位置，形成切向波矢和后焦平面空间位置的对应关系，通过成像光学系统(8)将后焦平面(10)成像至光栅光谱仪(3)入射狭缝(11)处；照明光路中宽波带光源(7)发出的复合光经过单色仪(6)后通过光纤(5)接入显微镜照明系统(4)；测试光子等频图时，单色仪(6)分光输出单色光，关闭收集光路上光栅光谱仪(3)分光功能使得二维CCD(2)直接对后焦距平面进行拍照；测试光子能带结构时，关闭单色仪(6)分光功能输出复合光，光栅光谱仪(3)进行光栅分光，此时二维CCD(2)同时获得光谱信息和某一特定方向的切向波矢信息。