一种可测量反射光的光自旋霍尔效应的装置

摘要

本发明公开一种可测量反射光的光自旋霍尔效应的装置，所述的装置包括依次设置并组成复合结构的激光器、格兰激光偏振镜、可调谐液晶波片、直角棱镜、带有凹槽的圆柱形玻璃棒、微调平台、1/4波片、成像透镜、图像传感器。本发明利用微调平台反复微调带有凹槽的圆柱形玻璃棒的位置，能够较高精度的测量反射光的光自旋霍尔效应。并且利用微调平台的旋转，可以方便的对多个微小样品进行研究与分析。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种测试测量技术领域的光学测量装置，具体是一种可测量 反射光的光自旋霍尔效应的装置。

背景技术

近年来，随着对经典霍尔效应的不断研究深入，人们发现了一种新型霍尔效 应--自旋霍尔效应，特别是不带电粒子光子的光自旋霍尔效应（Spin Hall Effect  ofLight，SHEL）。但是目前光自旋霍尔效应的相关测试测量设备却不能满足目 前的研究需要。

经对现有技术的检索发现，Bliokh KY，Niv A,Kleiner V，Hasman E等人在 Nature Photonics2(12),pp748-753,2008撰文“Geometrodynamics of spinning  light”（光自旋的四维几何动力学），该技术提出了一个测量光束在圆柱形玻璃棒 中传输时的SHEL实验装置，但是这种装置只能测试较粗的玻璃棒，对于精度 要求较高的光纤的对准的时候会遇到较大困难。所以，在实际使用中，这种装 置灵活性不足，应用起来受到较多限制。

中国申请号CN201010199392.0，申请公开号CN102194487A，该专利中 公开了一种光子回波装置及其方法，其目的在于解决受限的回波效率性问题， 可以克服受限于自旋相移时间的现有的存储时间制约。但是没有采取相关措施 来增强测量光自旋霍尔效应的精度。

美国专利号：US8,088,615,“Optical component for observing a nanometric  sample,system comprising same,analysis method using same,and uses thereof” （分析观察纳米尺度样品的光学元件及其使用），该技术公开了一种涉及用于观 察纳米尺度样品的光学组件，其中包括一个基板和预定厚度的索引板，可以获 得比较高的成像对比度与精度。但是没有说明在测量光自旋霍尔效应方面的应 用。

综上，虽然光自旋霍尔效应的装置得到了一定的研究，但是文献中未见报道 能够高精度测试光自旋霍尔效应的装置。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种可测量反射光的光自旋霍尔 效应的装置，使用该装置可以获得较高的精度，并且可以使研究对象得到一定 的扩展。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：依次设置并组成复合结构 的激光器、格兰激光偏振镜、可调谐液晶波片、直角棱镜、带有凹槽的圆柱形 玻璃棒、微调平台、1/4波片、成像透镜、图像传感器。

所述的激光器是波长为355nm的紫外激光器(Nd:YVO₄晶体作为增益介 质)。

所述的带有凹槽的圆柱形玻璃棒是在圆柱形玻璃棒上划出直径不同半圆凹 槽的玻璃棒。

所述的带有凹槽的圆柱形玻璃棒上凹糟的直径为100-1000μm。

所述的微调平台能够使带有凹槽的圆柱形玻璃棒绕其对称轴旋转。

所述的微调平台绕带有凹槽的圆柱形玻璃棒的对称轴旋转速度为0.01-0.2 rad/s。

所述的微调平台在水平方向可以使用30μm/s的速度进行微调。

本发明利用带有凹槽的圆柱形玻璃棒与微调平台，在满足传统圆柱形玻璃 棒的测试基础上，还可以在凹槽中放置不同直径的光纤来研究，再加上微调平 台的调整，可以获得更高的精度，测试更多的材料与样品。

综上，本发明结构简单，使用方便，使用时只需要把要研究的不同粗细的 圆柱状材料放置在凹槽中，就可以进行较高精度的光自旋霍尔效应的测试与研 究。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下 进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不 限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例所述的可测量反射光的光自旋霍尔效应的装置包括： 激光器1、格兰激光偏振镜2、可调谐液晶波片3、直角棱镜4、带有凹槽的圆 柱形玻璃棒5、玻璃棒上的凹槽6、微调平台7、1/4波片8、成像透镜9、图像 传感器10。

本实施例中，所述的激光器1是波长为355nm的紫外激光器(Nd:YVO₄晶 体作为增益介质)。

本实施例中，所述的格兰激光偏振镜2为2-5组。

本实施例中，所述的可调谐液晶波片3为2-5组。

本实施例中，所述的带有凹槽的圆柱形玻璃棒5是在圆柱形玻璃棒上划出 直径不同半圆凹槽的玻璃棒。

本实施例中，所述的带有凹槽的圆柱形玻璃棒5能够绕其对称轴旋转。

本实施例中，所述的带有凹槽的圆柱形玻璃棒5旋转速度为0.01-0.2rad/s。

本实施例中，所述的玻璃棒上的凹槽6的直径为100-1000μm。

本实施例中，所述的玻璃棒上的凹槽6的数量为1-100个。

本实施例中，所述的微调平台7在水平方向可以使用30-500μm/s的速度进 行微调。

本实施例的工作原理为：为了较高精度的测量反射光的光自旋霍尔效应，使 用微调平台反复微调带有凹槽的圆柱形玻璃棒的位置，直至图像传感器得到良 好的输出。为了对类似光纤的更为细小的样品进行高精度测试，设计了能够固 定其位置的凹槽，再配合微调平台的调整，可以较为方便的对微小样品进行研 究与分析。

如表1所示，本实施例的实际应用要求如表所示。

表1可测量反射光的光自旋霍尔效应的装置一组典型设计参数

  激光器波长（nm）   355   格兰激光偏振镜数量（组）   2   可调谐液晶波片数量（组）   2   带有凹槽的圆柱形玻璃棒5旋转速度（rad/s）   0.01

  玻璃棒上的凹槽的直径（μm）   100   玻璃棒上的凹槽的数量（个）   20   微调平台在水平方向的速度（μm/s）   30

综上，综合利用微调平台与带有凹槽的圆柱形玻璃棒，能够较高精度的测 量反射光的光自旋霍尔效应，并且利用微调平台的旋转，可以方便的对多个微 小样品进行研究与分析。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上 述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后， 对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应 由所附的权利要求来限定。