一种用于检测二维空间相位信息的装置的制作方法

1.本实用新型涉及检测技术领域，特别涉及一种用于检测二维空间相位信息的装置。


背景技术：

2.相位检测方案主要有光外差法、椭偏法和干涉法，其中干涉法主要通过样品光路和参考光路一起形成干涉光路，来提取二维空间的相位信息；一般由偏振器产生的p
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偏振光和s
‑
偏振光通过阻制器分别到不同的轴上，p
‑
偏振光在快轴上，而s
‑
偏振光落在慢轴上，p
‑
偏振光激发表面等离子体激元时,引入了一个角度和厚度相关的相移，而s
‑
偏振光不会激发表面等离子体激元，两者产生了相位差，这也是产生干涉条纹的主要原因，以此来得到相关的相位信息。在测量过程中需要通过微镜阵列的镜片转动来使实验光朝正确的方向传播，而现有的微镜阵列的镜片仅具有简单的转轴连接，难以保证转动时的稳定性以及准确性，容易产生晃动、偏移和过多的转动角度，进而无法使电荷耦合元件获取准确的光信号，不能很好地满足实验需要。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于，提供一种用于检测二维空间相位信息的装置。本实用新型微镜阵列的方形镜片在转动时具有较好的稳定性及准确性，有效防止产生晃动、偏移和过多的转动角度，从而使实验光获得准确的传播，提升实验数据的准确性。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：一种用于检测二维空间相位信息的装置，包括氦氖激光器，氦氖激光器的发射方向上依次设有第一偏振器、液晶可变延迟器和扩束器；所述扩束器的输出端设有倾斜于氦氖激光器发射方向的微镜阵列，微镜阵列的反射方向上设有棱镜，棱镜的色散方向上依次设有第二偏振器和电荷耦合元件，所述微镜阵列包括基座，基座上设有多个铰接座，铰接座上设有转动连接的连接杆，连接杆的端部设有方形铝镜；所述连接杆一侧设有限位板，限位板上设有滑动槽，滑动槽为弧形，并且圆心位于铰接座与连接杆的连接处；所述连接杆侧面设有与滑动槽位置对应的限位杆，限位杆的端部设有与滑动槽滑动连接的滑动块，滑动槽两侧的滑动块上设有限位块，限位块之间的距离与限位板的厚度一致。
5.上述的一种用于检测二维空间相位信息的装置，所述滑动槽的上下槽面上设有与其弧度对应的限位槽，滑动块的侧面设有与限位槽相契合的弧形卡块。
6.前述的一种用于检测二维空间相位信息的装置，所述滑动槽的弧度范围为
‑
12
°
至12
°
。
7.前述的一种用于检测二维空间相位信息的装置，所述方形铝镜的底部长度为7.64μm。
8.前述的一种用于检测二维空间相位信息的装置，所述氦氖激光器的光源波长为632.8nm。
9.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
10.1、本实用新型微镜阵列包括基座，基座上设有多个铰接座，铰接座上设有转动连接的连接杆，连接杆的端部设有方形铝镜；所述连接杆一侧设有限位板，限位板上设有滑动槽，滑动槽为弧形，并且圆心位于铰接座与连接杆的连接处；所述连接杆侧面设有与滑动槽位置对应的限位杆，限位杆的端部设有与滑动槽滑动连接的滑动块，滑动槽两侧的滑动块上设有限位块，限位块之间的距离与限位板的厚度一致；方形铝镜在随着连接杆转动时，限位杆端部的滑动块一同在滑动槽内滑动，弧形的滑动槽使滑动块只能在其范围内移动，防止过度转动，提升了转动角度的准确性；并且滑动块的上下方受到滑动槽的限位不易产生纵向的晃动
，
限位块对滑动块的内外侧进行限位
，
不易产生横向的偏移，有效提升转动时的稳定性。
11.2、本实用新型滑动槽的上下槽面上设有与其弧度对应的限位槽，滑动块的侧面设有与限位槽相契合的弧形卡块，卡块嵌设于限位槽内，在转动时可以使滑动块的横向活动范围受到更好的限位，进一步提升转动时的稳定性。
附图说明
12.图1是本实用新型的干涉图案获取的流程示意图；
13.图2是本实用新型微镜阵列的结构示意图；
14.图3是本实用新型限位板的结构示意图；
15.图4是本实用新型限位板的剖面结构示意图；
16.图5是本实用新型方形铝镜的排列结构示意图。
17.附图标记
18.1、氦氖激光器；2、第一偏振器；3、液晶可变延迟器；6、扩束器；7、微镜阵列；8、棱镜；9、电荷耦合元件；10、基座；11、方形铝镜；12、第二偏振器；13
‑
连接杆；14
‑
限位板；15
‑
滑动槽；16
‑ꢀ
限位杆；17
‑
滑动块；18
‑
限位块；19
‑
限位槽；20
‑
弧形卡块；21
‑
铰接座。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
20.实施例：一种用于检测二维空间相位信息的装置，如附图1所示，波长632.8nm的氦氖激光器1发射入射激光，入射激光到达第一偏振器2，第一偏振器2产生p
‑
偏振光和s
‑
偏振光，例如相对于 kretschmann配置的p
‑
偏振光、s
‑
偏振光或具有平衡振幅(1:1)的 p
‑
偏振光和s
‑
偏振光，随后p
‑
偏振光和s
‑
偏振光到达液晶可变延迟器3，液晶可变延迟器3内部的控制器进行调制，调制可以设置为固定值，也可以设置为周期t为100ms且延迟范围为
±
％/4的正弦函数，控制器的快轴与水平方向成45
°
，使得通过的偏振光在p
‑
偏振光和 s
‑
偏振光之间快速切换，或创建包含两个偏振分量的圆形偏振光，由于液晶可变延迟器3相对设置的45
°
方向，p
‑
偏振光在快轴上，而 s
‑
偏振光落在慢轴上，p
‑
偏振光激发表面等离子体激元时,引入与角度和厚度相关的相移，而s
‑
偏振光不会激发表面等离子体激元，两者产生相位差，由此产生空间相移图案；空间相移图案通过扩束器6 进行扩展和准直后到达与其匹配的数字显微镜的微镜阵列7，经过微镜阵列7的相移图案被棱镜8折射后到达第二偏振器12，
第二偏振器12将p
‑
偏振光或s
‑
偏振光区分以选择对应的采样或参考干涉图案，p
‑
偏振光或s
‑
偏振光最后进入电荷耦合元件(即ccd)9中，捕获与相移相关联的不同干涉图案并显示为数字图像，最终通过数字图像得到二维空间相位信息，也可以使用限制和处理入射平行光的空间位置的功能，沿金属和介质的整个界面映射提取相位信息，通过使用可寻址mma实现，对于简单的点测量和mma结果的校准和验证，可以用针孔0.10μm代替mma装置；如附图2至附图4所示，微镜阵列7 包括基座10，基座10上设有多个铰接座21，铰接座21上设有转动连接的连接杆13，连接杆13的端部设有方形铝镜11；所述连接杆 13一侧设有限位板14，限位板14上设有滑动槽15，滑动槽15为弧形，弧度范围为
‑
12
°
至12
°
，并且圆心位于铰接座21与连接杆13 的连接处；所述连接杆13侧面设有与滑动槽15位置对应的限位杆 16，限位杆16的端部设有与滑动槽15滑动连接的滑动块17，滑动槽15的上下槽面上设有与其弧度对应的限位槽19，滑动块17的侧面设有与限位槽19相契合的弧形卡块20；所述滑动槽15两侧的滑动块17上设有限位块18，限位块18之间的距离与限位板14的厚度一致；如附图5所示，方形铝镜11的底部长度为7.64μm，并且方形铝镜11的对角线与竖直面共面。
21.工作原理：方形铝镜在随着连接杆转动时，限位杆端部的滑动块一同在滑动槽内滑动，弧形的滑动槽使滑动块只能在其范围内移动，防止过度转动，提升了转动角度的准确性；并且滑动块的上下方受到滑动槽的限位不易产生纵向的晃动，限位块对滑动块的内外侧进行限位，不易产生横向的偏移，有效提升转动时的稳定性。