2周波円偏光を用いた光ヘテロダイン干渉偏光計による動的複屈折分布計測

使用双频圆偏振光的光学外差干涉旋光仪测量动态双折射分布

基本信息

批准号：
07750041
负责人：
岡和彦
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

複屈折は物質の光学的な異方性と密接な関係を有している。このため、分子構造や電磁界分布、応力分布などを調べるための有力な手段として、複屈折計測法に関する数多くの研究がなされてきた。しかしながら、現用複屈折解析法には回転検光子などの機械的可動部、ないし複数の光検出器のいずれかを必要とするため、速い現象の時間変化の測定、あるいは精密な空間分布の測定の少なくとも一方を犠牲にせざるをえない状況にある。このような背景の下で、本研究では、光ヘテロダイン干渉を用いた新しい時空間偏光分布計測法を開発した。実験系の構成は以下の通りである。複屈折性を示すサンプルを円偏光で照明する。サンプルを出射した楕円偏光を、λ/4板を透過させた後、偏光方向が互いに直交した2つの参照直線偏光とビームスプリッタで重ね、ビデオカメラ上で干渉させる。ビデオカメラの各画素から得られる光電流には、中心周波数の異なる2つのビ-ト成分が含まれる。このビ-ト成分の位相差が複屈折軸の方位角を示し、振幅の比の逆正接がサンプルのリタデーションをあらわす。この方法では、光学系に回転検光子などの機械的な可動部が無いため、ビデオカメラの応答時間までの高速な複屈折変動現象の空間分布の表示が可能である。また、光電流の2つのビ-ト成分の振幅と位相が、それぞれ複屈折の方位とリタデーションの情報を独立に持っているため、簡単な電子回路を使って複屈折のパラメータを得ることができる。応力により複屈折が誘起されたエポキシ板をサンプルとして用いて基礎実験を行った。2.9msの時間分解能で、エポキシサンプル中のリタデーションと方位角の空間分布をそれぞれ4degと5degの精度で求めることができた。

双折射与物质的光学各向异性有密切关系。为此，人们对双折射测量方法进行了大量研究，作为研究分子结构、电磁场分布、应力分布等的有力手段。然而，当前的双折射分析方法需要机械移动部件，例如旋转分析仪或多个光电探测器，因此很难测量快速的时间变化或精确的空间分布，我们别无选择，只能牺牲至少一侧。。在此背景下，在本研究中，我们开发了一种利用光学外差干涉的新的时空偏振分布测量方法。实验系统的配置如下。用圆偏振光照射双折射样品。样品发出的椭圆偏振光透过λ/4板后，通过分束器与偏振方向相互正交的两束参考线偏振光重叠，将两者在摄像机上重叠，得到造成干扰。从摄像机的每个像素获得的光电流包含两个具有不同中心频率的拍频分量。该差拍分量的相位差表示双折射轴的方位角，振幅比的反正切表示样本的延迟。在该方法中，由于光学系统中不存在诸如旋转分析器之类的机械移动部件，因此可以高速地显示双折射波动现象的空间分布，直至摄像机的响应时间。此外，由于光电流的两个拍频分量的幅度和相位独立地包含有关双折射的方向和延迟的信息，因此可以使用简单的电子电路获得双折射参数。使用由应力引起双折射的环氧板作为样品进行了基础实验。凭借 2.9 毫秒的时间分辨率，我们能够确定环氧树脂样品中延迟和方位角的空间分布，精度分别为 4 度和 5 度。