发明名称 多通道光谱量测装置与相位差解析方法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.04.11
申请号 TW096136839 申请日期 2007.10.02
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 刘志祥;庄凯评;林友崧
分类号 G01J9/00 主分类号 G01J9/00
代理机构 代理人 刘纪盛 台北市信义区松德路171号2楼;谢金原 台北市信义区松德路171号2楼
主权项 一种多通道光谱量测装置,包括:一发光单元,其系可提供复数道具宽频之导光光束;一投光单元,其系可将该复数道导光光束调制成复数道线性偏振光,并投射至一待测物上以形成复数道侦测光;一收光单元,其系可接收该复数道侦测光,该收光单元可将每一道侦测光分光以形成一第一偏振光束以及一第二偏振光束;以及一影像处理单元,其系可接收该复数道第一偏振光束以及该复数道第二偏振光束,并进行演算处理。如申请专利第1项所述之多通道光谱量测装置,其中该发光单元更包括有:一光源体,其系可产生一宽频光束;以及导光模组,其系可将该宽频光束分光,以形成该复数道导光光束,并将该复数道导光光束导引至该投光单元。如申请专利第2项所述之多通道光谱量测装置,其中该导光模组系为一光纤模组。如申请专利第1项所述之多通道光谱量测装置,其中该投光单元更包括有复数组透镜组,每一个透镜组更具有:一准直透镜,其系可接收该导光光束以形成一准直光束;以及一偏振片,其系可将该准直光束调制成该线性偏振光。如申请专利第1项所述之多通道光谱量测装置,其中该偏振片系为一薄片式偏振片。如申请专利第1项所述之多通道光谱量测装置,其中该偏振片系为一棱镜式偏振片。如申请专利第1项所述之多通道光谱量测装置,其中该收光单元更包括有:复数组分光透镜组,其系可将该侦测光分光以形成该复数道第一偏振光束以及第二偏振光束;以及一导光阵列,其系与该复数组分光透镜组耦接,该导光阵列可导引该第一偏振光束以及该第二偏振光束至该多通道影像光谱装置。如申请专利第7项所述之多通道光谱量测装置,其中该分光透镜组更具有:一偏振分光镜,其系可将该侦测光分光以形成相互垂直之该第一偏振光束以及第二偏振光束;以及一对聚焦透镜,其系分别设置于该偏振分光镜之一侧,以分别接收该第一偏振光束以及第二偏振光束,并分别将该第一以及第二偏振光聚焦至对应之导光模组上。如申请专利第8项所述之多通道光谱量测装置,其中该偏振分光镜系为一薄片式偏振分光镜。如申请专利第8项所述之多通道光谱量测装置,其中该偏振分光镜系为一棱镜式偏振分光镜。如申请专利第7项所述之多通道光谱量测装置,其中该导光模组系为一光纤模组。如申请专利第1项所述之多通道光谱量测装置,其中该影像处理单元更具有:一多通道影像光谱仪,其系与该收光单元相耦接,以接收该复数道第一与第二偏振光束;以及一处理器,其系可对该复数道第一与第二偏振光束进行演算,以形成一归一化光谱强度讯号。如申请专利第1项所述之多通道光谱量测装置,其中该影像处理单元更具有:复数个单通道影像光谱仪,其系分别与该收光单元相耦接,以分别接收该复数道第一与第二偏振光束;以及一处理器,其系与该复数个单通道影像光谱仪耦接,以对该复数道第一与第二偏振光束进行演算,以形成一归一化光谱强度讯号。一种多通道光谱量测装置之光谱强度能量损失校正方法,其系包括有下列步骤:使一偏振光束之P波与S波偏振分光量相同;改变该偏振光束之偏振角度,以量测其P波与S波偏振分光量;以及根据量测到的P波与S波偏振分光量决定能量损失校正参数。如申请专利第14项所述之多通道光谱量测装置之光谱强度能量损失校正方法,其中该偏振光束系可选择为一线性偏振光以及一圆偏振光其中之一。一种多通道光谱量测装置之光谱强度归一化量测方法,其系包括有下列步骤:(a)决定一光束之能量损失校正参数,其系更具有下列步骤:(a1)使该光束之P波与S波偏振分光量相同;(a2)改变该光束之偏振角度,以量测改变偏振角度之光束的P波与S波偏振分光量;以及(a3)根据量测到的P波与S波偏振分光量决定该能量损失校正参数;(b)调制该光束以形成一第一偏振光;(c)调整通过一待测物之该第一偏振光之偏振角度以形成一第二偏振光,并侦测该第二偏振光之P波与S波穿透光谱强度分布;以及(d)根据该P波与S波穿透光谱强度分布以及能量损失校正参数计算归一化光谱强度分布。如申请专利第16项所述之多通道光谱量测装置之光谱强度归一化量测方法,其中该第一偏振光之偏振角度与该待测物光轴相差一角度。如申请专利第17项所述之多通道光谱量测装置之光谱强度归一化量测方法,其中该角度系为45度。如申请专利第16项所述之多通道光谱量测装置之光谱强度归一化量测方法,其中该步骤(a1)之偏振光系可选择为一线性偏振光以及一圆偏振光其中之一。一种相位差解析方法,其系包括有下列步骤:(a)决定一光束之能量损失校正参数,其系更具有下列步骤:(a1)使该光束之P波与S波偏振分光量相同;(a2)改变该光束之偏振角度,以量测改变偏振角度之光束的P波与S波偏振分光量;以及(a3)根据量测到的P波与S波偏振分光量决定该能量损失校正参数;(b)调制该光束以形成一第一偏振光;(c)调整通过一待测物之该第一偏振光之偏振角度以形成一第二偏振光,并侦测该第二偏振光之P波与S波穿透光谱强度分布;(d)根据该P波与S波穿透光谱强度分布以及能量损失校正参数计算归一化光谱强度分布;以及(e)根据该归一化光谱强度分布,求得一相位差分布。如申请专利第20项所述之相位差解析方法,其中该第一偏振光之偏振角度与该待测物光轴相差一角度。如申请专利第21项所述之相位差解析方法,其中该角度系为45度。如申请专利第20项所述之相位差解析方法,其中该步骤(a1)之偏振光系可选择为一线性偏振光以及一圆偏振光其中之一。如申请专利第20项所述之相位差解析方法,其中求该相位差分布的方式系可为穿透光谱曲线拟合求解法。如申请专利第20项所述之相位差解析方法,其中求该相位差分布的方式系可为柯西色散拟合求解法。
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