一种基于显微成像的聚合物平面波导光学参数测量仪

摘要

本发明公开了一种基于显微成像的聚合物平面波导光学参数测量仪，其包括：激光光源，偏振元件组，扩束透镜组，反射镜，高数值孔径油浸显微物镜，折射率匹配油，平面波导，分束镜，聚束透镜组，CCD图像传感器。光源发出的激光经过偏振元件组、扩束透镜组、反射镜、分束镜后，通过高数值孔径油浸显微物镜后以宽角度范围辐照到平面波导上，在某些特定辐照角度下，入射光转化为平面波导中的导波模式，同时其它辐照角度的光束被波导反射，再经高数值孔径油浸显微物镜、分束镜、聚束透镜组后会聚于CCD图像传感器；最终可计算出平面波导的重要光学参数。本发明结构简单紧凑，无需角度扫描，空间分辨率高，可实时监测，适合于平面波导参数的高效、实时测量。

主权项

一种基于显微成像的聚合物平面波导光学参数测量仪，其特征在于：该测量仪包括：激光光源(1)，偏振元件组，扩束透镜组(4)，反射镜(5)，高数值孔径油浸显微物镜(6)，折射率匹配油(7)，平面波导，分束镜(11)，聚束透镜组(12)和CCD图像传感器(13)；所述的偏振元件组，是由起偏器(2)及1/2波片(3)组成的偏振元件组，用于改变激光的偏振方向；所述的平面波导，是由玻璃基底(8)，金属薄膜(9)，聚合物薄膜(10)以及上方空气层构成的四层结构，金属薄膜(9)蒸镀或溅射在玻璃基底(8)上，聚合物薄膜(10)旋涂在金属薄膜(9)上；所述的激光光源(1)所发射激光，通过偏振元件组后，形成线偏振光；通过扩束透镜组(4)扩束后经反射镜(5)、高数值孔径油浸显微物镜(6)，折射率匹配油(7)，以宽角度范围辐照在玻璃基底(8)与金属薄膜(9)的界面，在某些特定角度下，激发传输于平面波导中的导波模式，简称导模，这些角度与后焦面光学像上的暗弧一一对应；与其相应的入射光能量转化为导模光场能量，而其他角度的光束大部分被平面波导反射回来，反射光经高数值孔径油浸显微物镜(6)收集，再经分束镜(11)及聚束透镜组(12)成像于CCD图像传感器(13)，CCD图像传感器(13)记录下高数值孔径油浸显微物镜(6)后焦面上的反射光场光学像，通过读取所成像中的暗弧位置及半径，计算出所激发的各种导模的有效折射率。