CN107505121A - 电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置和方法，该装置中的主要元件包括：线偏振光激光器、第一透镜、小孔光阑、第二透镜、分光镜、平面反射镜、接收屏、第三透镜、一维精密电动位移台、第四透镜、线偏振片、第五透镜、图像探测器和计算机，装调光路须用到数字光电自准直仪和一块平行度为1″的平行平板玻璃等。本发明实现了待测电光晶体非接触式无损检测，克服了现有方法中的晶体易产生划痕、测量装置难以搭建和锥光干涉图难以分析等一系列问题。本发明更换不同F数的第三透镜和第四透镜，可对不同厚度的电光晶体进行测量。本发明测量的数据重复性很好，与现有的X射线晶体定向仪测量的数据进行比较，相对误差在30″以内。

Description

电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置和方法

技术领域

本发明涉及光学测量与检测领域，特别是一种电光晶体通光面法线方向与晶体光轴方向的夹角的测量装置和方法。

背景技术

电光晶体常用于光调制器和光开光器件中，因其在加工的过程中，通常沿垂直于其光轴的方向进行切割，所以其光轴方向的测定就显得尤为重要。定轴误差决定着切割误差，随着切割误差的增大，电光晶体在使用的过程中，光能量损耗会迅速增大，转换效率也因此变低。因此，对于电光晶体光轴方向要非常准确地测量。市面上所见到的一般的方法是使用“X射线晶体定向仪”来测量，这种方法基于布拉格衍射原理，测量时需将待测电光晶体紧紧地吸附在钢板上，这会对高精密光学晶体的表面产生划痕，影响透射光束的波前质量，同时还受限于晶体库中是否有该晶体的结构参数。

在发明专利《电光晶体Z轴偏离角测量装置及测量方法(CN105066910A)》中，虽然发明人同样是基于锥光干涉图的方法来实现测量，但发明人没有讲清楚该装置中所述的反射镜在装调时是如何摆放的，如果所述的反射镜上光线的入射角和反射角不为90°，那么可能会稍微影响到待测电光晶体Z轴偏离角的测量精度。

发明内容

本发明提出一种电光晶体通光面法线方向和晶体光轴方向的夹角的测量装置和方法，实现了电光晶体非接触式无损检测，克服了现有方法中的晶体易产生划痕、测量装置难以搭建和锥光干涉图难以分析等一系列问题。更换不同F数的第三透镜和第四透镜，可对不同厚度的电光晶体进行测量。测量的数据重复性很好，与现有的X射线晶体定向仪测量的数据进行比较，相对误差在30″以内。

本发明的技术解决方案如下：

一种电光晶体通光面法线与晶体光轴夹角的测量装置，包括：激光器、第一透镜、小孔光阑、第二透镜、分光镜、接收屏、平面反射镜、第三透镜、一维精密电动位移台、待测电光晶体、第四透镜、线偏振片、第五透镜、图像探测器和计算机；其特点在于所述的激光器为线偏振光激光器，沿所述的线偏振光激光器发出的激光方向依次是所述的第一透镜、小孔光阑、第二透镜和分光镜，该分光镜将入射光分为反射光和透射光，在所述的反射光方向上放置所述的平面反射镜，该平面反射镜又将光线反射到所述的接收屏上；在所述的透射光方向依次放置所述的第三透镜、待测电光晶体、第四透镜、线偏振片、第五透镜和图像探测器，所述的第三透镜被固定在所述的一维精密电动位移台上，所述的线偏振片的检偏方向与所述的线偏振光激光器出射光的振动方向相互垂直；所述的图像探测器的输出端与所述的计算机的输入端相连，所述的分光镜、接收屏、平面反射镜和待测电光晶体组成泰曼格林型干涉***；所述的第三透镜和第四透镜的口径相同、焦距相同，且在光路上严格共轭，所述的第三透镜和第四透镜的F数与所述的待测电光晶体的厚度d的关系为：2F≤d≤3F；所述的线偏振光激光器的出射光束、第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜同光轴；所述的第三透镜可被所述的一维精密电动位移台移出和移入光路，且所述的第三透镜每次被所述的一维精密电动位移台移入光路后都在同一位置。

采用上述测量装置测量电光晶体通光面法线与晶体光轴夹角的方法，包括以下步骤：

1)在所述的线偏振光激光器的激光输出方向依次放置所述的第一透镜、第二透镜、分光镜和一块用于装调光路的平行平板玻璃，该平行平板玻璃的平行度为1″，倾斜44°至46°放置，它将光束反射到光路的一侧；在所述的反射光方向上放置所述的接收屏；通过前、后、左、右、上、下移动所述的第一透镜和第二透镜并同时调整它们的俯仰和偏摆方向，在所述的接收屏上观察到剪切干涉条纹，当干涉条纹数最少时，将所述的第一透镜和第二透镜固定，再将所述的小孔光阑移动到所述的第一透镜的焦点处，该小孔光阑的作用是滤掉所述的第一透镜焦点外的杂散光；然后，将所述的平行平板玻璃和接收屏移出光路，此时，所述的分光镜输出的透射光为均匀的圆形准直光束；

2)在所述的分光镜的透射光方向放置数字光电自准直仪，并与所述的计算机相连，所述的数字光电自准直仪的精度为1″，调整所述的数字光电自准直仪的俯仰和偏摆方向，使所述的分光镜的透射光光斑的中心正好与所述的数字光电自准直仪内置CCD像面中央的十字叉标线的中心重合；

3)在所述的分光镜的反射光方向上放置所述的平面反射镜，该平面反射镜将光线反射经所述的分光镜到达所述的接收屏上；在所述的分光镜与所述的数字光电自准直仪之间放置所述的平行平板玻璃；关闭所述的线偏振光激光器，打开所述的数字光电自准直仪的内置激光光源，其出射光为十字叉形状，通过调整所述的平行平板玻璃的俯仰和偏摆方向，使所述的平行平板玻璃的后表面的反射光在所述的数字光电自准直仪中所成的十字叉像与所述的数字光电自准直仪内置CCD像面中央的十字叉线重合；此时，所述的平行平板玻璃的前表面严格垂直于光路的光轴，又因所述的平行平板玻璃的平行度为1″，故所述的平行平板玻璃的前表面也严格垂直于光路的光轴；其次，通过装调所述的平面反射镜的俯仰和偏摆方向，在所述的接收屏上观察到干涉条纹，当干涉条纹数最少时，所述的平面反射镜上的光线的入射角和反射角均为90°；

4)选择所述的第三透镜和第四透镜的F数与所述的待测电光晶体的厚度d应满足关系2F≤d≤3F；将所述的数字光电自准直仪和所述的计算机移出光路，在所述的分光镜与所述的平行平板玻璃之间依次放置所述的第三透镜和第四透镜，所述的第三透镜被固定在所述的一维精密电动位移台上，通过前、后、左、右、上、下移动所述的第三透镜和第四透镜并同时调整它们的俯仰和偏摆方向，在所述的接收屏上观察到干涉条纹，当干涉条纹数最少时，所述的第三透镜与所述的第四透镜严格共轭，此时将所述的第三透镜与所述的第四透镜固定；

5)将所述的平行平板玻璃移出光路，使用所述的一维精密电动位移台记录下所述的第三透镜的位置，并记为位置A后，将所述的第三透镜沿导轨平移出光路；在所述的一维精密电动位移台与所述的第四透镜之间放置所述的待测电光晶体，通过调整所述的待测电光晶体的俯仰和偏摆方向，在所述的接收屏上观察到干涉条纹，当干涉条纹数最少时，所述的待测电光晶体的通光面与光路的光轴之间的夹角为90°，将所述的待测电光晶体固定；

6)在所述的第四透镜的透射光方向上依次放置所述的线偏振片、第五透镜和图像探测器，将所述的图像探测器的输出端与所述的计算机的输入端相连，所述的第五透镜为成像透镜，令j＝1；

7)用所述的一维精密电动位移台将所述的第三透镜沿导轨平移到记录位置A后，此时，在所述的图像探测器的感光面上形成锥光干涉图；

8)所述的图像探测器将所述的锥光干涉图输入所述的计算机，该计算机用图像连通区域重心连线的方法找到锥光干涉图黑十字叉交点的位置，该位置即为所述的待测电光晶体光轴在所述的图像探测器感光面上的出露点的位置，该位置坐标记为N_j，当j＝4时，跳转到步骤10)，否则进入步骤9)；

9)用所述的一维精密电动位移台将所述的第三透镜沿导轨平移出光路，所述的待测电光晶体垂直于光路的光轴旋转90°，并令j＝j+1，返回步骤7)；

10)利用多点拟合圆算法拟合出上述计算出的4个出露点(N1、N₂、N₃和N₄)的位置所在的轨迹圆，该轨迹圆的半径为单位为像素，令k＝1；

11)对上述得到的第k幅锥光干涉图测量入射到所述的待测电光晶体的边缘光线与所述的待测电光晶体的通光面法线方向分别在所述的图像探测器上的两个出露点的距离单位为像素；测量所述的第四透镜的焦距f，单位为毫米；测量透过所述的第四透镜的光斑半径单位为毫米；在所述的线偏振光激光器的工作波长下，所述的待测电光晶体的o光折射率的测量值为n_o，空气折射率的测量值为n_air，当k＝4时，跳转到步骤13)，否则进入步骤12)；

12)将上述测量的参数代入下列公式计算夹角θ_k：

并令k＝k+1，返回步骤11)；

13)将上述求解得到的4个夹角(θ₁、θ₂、θ₃和θ₄)代入下列公式计算夹角θ_axis：

即为测量得到的待测电光晶体的通光面法线与晶体光轴的夹角θ_axis。

本发明的技术效果如下：

本发明利用锥光干涉原理，实现了待测电光晶体非接触式无损检测，克服了现有诸多方法中的晶体易产生划痕、测量装置难以搭建和锥光干涉图难以分析等一系列的难点问题。同时，本发明采用数字光电自准直仪和一块平行度为1″的平行平板玻璃对该***进行辅助装调，保障了待测电光晶体通光面与的测量光束的光轴严格垂直入射。在分析锥光干涉图条纹方面，本发明提出用图像连通区域重心连线的方法找晶体光轴在探测器感光面上出露点位置、多点拟合圆的方法找光路的光轴在探测器感光面上出露点位置和新的光线追迹法计算电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角等。

附图说明

图1是本发明电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置示意图

图2是电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置装调方法示意图

图3是电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置装调方法示意图

图4是电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置装调方法示意图

图5是电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置装调方法示意图

图6是电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置装调方法示意图

图7是本发明电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量方法的理论计算说明图

具体实施方式

图1为本发明电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置示意图，由图可见，本发明电光晶体通光面法线与晶体光轴夹角的测量装置，包括：激光器1、第一透镜2、小孔光阑3、第二透镜4、分光镜5、接收屏6、平面反射镜7、第三透镜8、一维精密电动位移台9、待测电光晶体10、第四透镜11、线偏振片12、第五透镜13、图像探测器14和计算机15；所述的激光器为线偏振光激光器1，沿所述的线偏振光激光器1发出的激光方向依次是所述的第一透镜2、小孔光阑3、第二透镜4和分光镜5，该分光镜5将入射光分为反射光和透射光，在所述的反射光方向上放置所述的平面反射镜7，该平面反射镜7又将光线反射到所述的接收屏6上；在所述的透射光方向依次放置所述的第三透镜8、待测电光晶体10、第四透镜11、线偏振片12、第五透镜13和图像探测器14，所述的第三透镜8被固定在所述的一维精密电动位移台9上，所述的线偏振片12的检偏方向与所述的线偏振光激光器1出射光的振动方向相互垂直；所述的图像探测器14的输出端与所述的计算机15的输入端相连。所述的分光镜5、接收屏6、平面反射镜7和待测电光晶体10组成泰曼格林型干涉***；所述的第三透镜8和第四透镜11的口径相同、焦距相同，所述的第三透镜8和第四透镜11在光路上严格共轭，所述的第三透镜8和第四透镜11的F数与所述的待测电光晶体10的厚度d的关系为：2F≤d≤3F；所述的线偏振光激光器1的出射光束、第一透镜2、第二透镜4、第三透镜8和第四透镜11同光轴；所述的第三透镜8可被所述的一维精密电动位移台9移出和移入光路，且所述的第三透镜8每次被所述的一维精密电动位移台9移入光路后都在同一位置。

采用上述测量装置测量电光晶体通光面法线与晶体光轴夹角的方法，包括以下步骤：

1)参见图2，在所述的线偏振光激光器1的激光输出方向依次放置所述的第一透镜2、第二透镜4、分光镜5和一块用于装调光路的平行平板玻璃16，所述的平行平板玻璃16的平行度为1″、倾斜44°至46°放置，它将光束反射到光路的一侧；在所述的反射光方向上放置所述的接收屏6；通过前、后、左、右、上、下移动所述的第一透镜2和第二透镜4并同时调整它们的俯仰和偏摆方向，在所述的接收屏6上观察到剪切干涉条纹，当干涉条纹数最少时，将所述的第一透镜2和第二透镜4固定，再将所述的小孔光阑3移动到所述的第一透镜2的焦点处，该小孔光阑3的作用是滤掉所述的第一透镜2焦点外的杂散光；然后，将所述的平行平板玻璃16和接收屏6移出光路，此时，所述的分光镜5输出的透射光为均匀的圆形准直光束；

2)参见图3，在所述的分光镜5的透射光方向放置一个用于装调装置的数字光电自准直仪17，并与计算机18相连，所述的数字光电自准直仪17的精度为1″；通过调整所述的数字光电自准直仪17的俯仰和偏摆方向，使所述的分光镜5的透射光光斑的中心正好与所述的数字光电自准直仪17内置CCD像面中央的十字叉标线的中心重合；

3)参见图4，在所述的分光镜5的反射光方向上放置所述的平面反射镜7，该平面反射镜7将光线反射经你所述的分光镜5到所述的接收屏6上；在所述的分光镜5与所述的数字光电自准直仪17之间放置所述的平行平板玻璃16；关闭所述的线偏振光激光器1，打开所述的数字光电自准直仪17的内置激光光源，其出射光为十字叉形状，通过调整所述的平行平板玻璃16的俯仰和偏摆方向，使所述的平行平板玻璃16的后表面16b的反射光在所述的数字光电自准直仪17中所成的十字叉像与所述的数字光电自准直仪17内置CCD像面中央的十字叉线重合；此时，所述的平行平板玻璃16的前表面严格垂直于光路的光轴，又因所述的平行平板玻璃16的平行度为1″，故所述的平行平板玻璃16的前表面16a也严格垂直于光路的光轴；其次，通过装调所述的平面反射镜7的俯仰和偏摆方向，在所述的接收屏6上观察到干涉条纹，当干涉条纹数最少时，所述的平面反射镜7上的光线的入射角和反射角均为90°；

4)参见图5，将所述的数字光电自准直仪17和所述的计算机18移出光路，在所述的分光镜5与所述的平行平板玻璃16之间依次放置所述的第三透镜8和第四透镜11，所述的第三透镜8和第四透镜11的F数(即透镜焦距与透镜直径之比)与所述的待测电光晶体10的厚度d的关系为：2F≤d≤3F；所述的第三透镜8被固定在所述的一维精密电动位移台9上，通过前、后、左、右、上、下移动所述的第三透镜8和第四透镜11并同时调整它们的俯仰和偏摆方向，在所述的接收屏6上观察到干涉条纹，当干涉条纹数最少时，所述的第三透镜8与所述的第四透镜11严格共轭，此时将所述的第三透镜8与所述的第四透镜11固定；

5)参见图6，将所述的平行平板玻璃16移出光路，使用所述的一维精密电动位移台9记录下所述的第三透镜8的位置，并记为位置A后，将所述的第三透镜8沿导轨平移出光路；在所述的一维精密电动位移台9与所述的第四透镜11之间放置所述的待测电光晶体10，通过调整所述的待测电光晶体10的俯仰和偏摆方向，在所述的接收屏6上观察到干涉条纹，当干涉条纹数最少时，所述的待测电光晶体10的通光面与光路的光轴之间的夹角为90°；

6)参见图1，在所述的第四透镜11的透射光方向上依次放置所述的线偏振片12、第五透镜13和图像探测器14，将所述的图像探测器14的输出端与所述的计算机15的输入端相连，所述的第五透镜13为成像透镜，令j＝1；

7)用所述的一维精密电动位移台9将所述的第三透镜8沿导轨平移到记录位置A后，此时，在所述的图像探测器14的感光面上形成锥光干涉图；

8)所述的图像探测器14将所述的锥光干涉图输入所述的计算机15，该计算机15用图像连通区域重心连线的方法找到锥光干涉图黑十字叉交点的位置，该位置即为所述的待测电光晶体10光轴在所述的图像探测器14感光面上的出露点的位置，该位置坐标记为N_j，当j＝4时，跳转到步骤10)，否则进入步骤9)；

9)用所述的一维精密电动位移台9将所述的第三透镜8沿导轨平移出光路，所述的待测电光晶体10垂直于光路的光轴旋转90°，并令j＝j+1，返回步骤7)；

10)利用多点拟合圆算法拟合出上述计算出的4个出露点(N1、N₂、N₃和N₄)的位置所在的轨迹圆，该轨迹圆的半径为单位为像素，令k＝1；

11)参见图7，对上述得到的第k幅锥光干涉图测量入射到所述的待测电光晶体10的边缘光线与所述的待测电光晶体10的通光面法线方向分别在所述的图像探测器14上的两个出露点的距离单位为像素；测量所述的第四透镜11的焦距f，单位为毫米；测量透过所述的第四透镜11的光斑半径单位为毫米；在所述的线偏振光激光器1的工作波长下，所述的待测电光晶体10的o光折射率的测量值为n_o，空气折射率的测量值为n_air，当k＝4时，跳转到步骤13)，否则进入步骤12)；

12)将上述测量的参数代入下列公式计算夹角θ_k：

并令k＝k+1，返回步骤11)；

13)将上述求解得到的4个夹角(θ₁、θ₂、θ₃和θ₄)代入下列公式计算夹角θ_axis：

即为测量得到的待测电光晶体10的通光面法线与晶体光轴的夹角θ_axis。

实验表明，本发明利用锥光干涉原理，实现了待测电光晶体非接触式无损检测，克服了现有诸多方法中的晶体易产生划痕、测量装置难以搭建和锥光干涉图难以分析等一系列的难点问题。更换不同F数的第三透镜和第四透镜，可对不同厚度的电光晶体进行测量。同时，利用本发明装置和方法测量的结果数据重复性很好，且与现有的X射线晶体定向仪测量的数据进行比较，相对误差在30″以内。

Claims (2)

1.一种电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置，包括：激光器(1)、第一透镜(2)、小孔光阑(3)、第二透镜(4)、分光镜(5)、接收屏(6)、平面反射镜(7)、第三透镜(8)、一维精密电动位移台(9)、待测电光晶体(10)、第四透镜(11)、线偏振片(12)、第五透镜(13)、图像探测器(14)和计算机(15)；其特征在于：

所述的激光器(1)为线偏振光激光器(1)，沿所述的线偏振光激光器(1)发出的激光方向依次是所述的第一透镜(2)、小孔光阑(3)、第二透镜(4)和分光镜(5)，该分光镜(5)将入射光分为反射光和透射光，在所述的反射光方向上放置所述的平面反射镜(7)，该平面反射镜(7)又将光线反射经所述的分光镜(5)到达所述的接收屏(6)上；在所述的透射光方向依次放置所述的第三透镜(8)、待测电光晶体(10)、第四透镜(11)、线偏振片(12)、第五透镜(13)和图像探测器(14)，所述的第三透镜(8)被固定在所述的一维精密电动位移台(9)上，所述的线偏振片(12)的检偏方向与所述的线偏振光激光器(1)出射光的振动方向相互垂直；所述的图像探测器(14)的输出端与所述的计算机(15)的输入端相连；所述的分光镜(5)、接收屏(6)、平面反射镜(7)和待测电光晶体(10)组成泰曼格林型干涉***；所述的第三透镜(8)和第四透镜(11)的口径相同、焦距相同且在光路上严格共轭，所述的第三透镜(8)和第四透镜(11)的F数与所述的待测电光晶体(10)的厚度d的关系为：2F≤d≤3F；所述的线偏振光激光器(1)的出射光束、第一透镜(2)、第二透镜(4)、第三透镜(8)和第四透镜(11)同光轴；所述的第三透镜(8)可被所述的一维精密电动位移台(9)移出和移入光路，且所述的第三透镜(8)每次被所述的一维精密电动位移台(9)移入光路后都在同一位置。

2.采用权利要求1所述的测量装置测量电光晶体通光面法线与晶体光轴夹角的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)在所述的线偏振光激光器(1)的激光输出方向依次放置所述的第一透镜(2)、第二透镜(4)、分光镜(5)和一块用于装调光路的平行平板玻璃(16)，该平行平板玻璃(16)的平行度为1″，倾斜44°至46°放置，它将光束反射到光路的一侧；在所述的反射光方向上放置所述的接收屏(6)；通过前、后、左、右、上、下移动所述的第一透镜(2)和第二透镜(4)并同时调整它们的俯仰和偏摆方向，在所述的接收屏(6)上观察到剪切干涉条纹，当干涉条纹数最少时，将所述的第一透镜(2)和第二透镜(4)固定，再将所述的小孔光阑(3)移动到所述的第一透镜(2)的焦点处，该小孔光阑(3)的作用是滤掉所述的第一透镜(2)焦点外的杂散光；然后，将所述的平行平板玻璃(16)和接收屏(6)移出光路，此时，所述的分光镜(5)输出的透射光为均匀的圆形准直光束；

2)在所述的分光镜(5)的透射光方向放置数字光电自准直仪(17)，并与所述的计算机(18)相连，所述的数字光电自准直仪(17)的精度为1″，调整所述的数字光电自准直仪(17)的俯仰和偏摆方向，使所述的分光镜(5)的透射光光斑的中心正好与所述的数字光电自准直仪(17)内置CCD像面中央的十字叉标线的中心重合；

3)在所述的分光镜(5)的反射光方向上放置所述的平面反射镜(7)，该平面反射镜(7)将光线反射经所述的分光镜(5)到达所述的接收屏(6)上；在所述的分光镜(5)与所述的数字光电自准直仪(17)之间放置所述的平行平板玻璃(16)；关闭所述的线偏振光激光器(1)，打开所述的数字光电自准直仪(17)的内置激光光源，其出射光为十字叉形状，通过调整所述的平行平板玻璃(16)的俯仰和偏摆方向，使所述的平行平板玻璃(16)的后表面(16b)的反射光在所述的数字光电自准直仪(17)中所成的十字叉像与所述的数字光电自准直仪(17)内置CCD像面中央的十字叉线重合；此时，所述的平行平板玻璃(16)的前表面严格垂直于光路的光轴，又因所述的平行平板玻璃(16)的平行度为1″，故所述的平行平板玻璃(16)的前表面(16a)也严格垂直于光路的光轴；其次，通过装调所述的平面反射镜(7)的俯仰和偏摆方向，在所述的接收屏(6)上观察到干涉条纹，当干涉条纹数最少时，所述的平面反射镜(7)上的光线的入射角和反射角均为90°；

4)选择所述的第三透镜(8)和第四透镜(11)的F数与所述的待测电光晶体(10)的厚度d应满足关系2F≤d≤3F；将所述的数字光电自准直仪(17)和所述的计算机(18)移出光路，在所述的分光镜(5)与所述的平行平板玻璃(16)之间依次放置所述的第三透镜(8)和第四透镜(11)，所述的第三透镜(8)被固定在所述的一维精密电动位移台(9)上，通过前、后、左、右、上、下移动所述的第三透镜(8)和第四透镜(11)并同时调整它们的俯仰和偏摆方向，在所述的接收屏(6)上观察到干涉条纹，当干涉条纹数最少时，所述的第三透镜(8)与所述的第四透镜(11)严格共轭，此时将所述的第三透镜(8)与所述的第四透镜(11)固定；

5)将所述的平行平板玻璃(16)移出光路，使用所述的一维精密电动位移台(9)记录下所述的第三透镜(8)的位置，并记为位置A后，将所述的第三透镜(8)沿导轨平移出光路；在所述的一维精密电动位移台(9)与所述的第四透镜(11)之间放置所述的待测电光晶体(10)，通过调整所述的待测电光晶体(10)的俯仰和偏摆方向，在所述的接收屏(6)上观察到干涉条纹，当干涉条纹数最少时，所述的待测电光晶体(10)的通光面与光路的光轴之间的夹角为90°，将所述的待测电光晶体(10)固定；

6)在所述的第四透镜(11)的透射光方向上依次放置所述的线偏振片(12)、第五透镜(13)和图像探测器(14)，将所述的图像探测器(14)的输出端与所述的计算机(15)的输入端相连，所述的第五透镜(13)为成像透镜，令j＝1；

7)用所述的一维精密电动位移台(9)将所述的第三透镜(8)沿导轨平移到记录位置A后，此时，在所述的图像探测器(14)的感光面上形成锥光干涉图；

8)所述的图像探测器(14)将所述的锥光干涉图输入所述的计算机(15)，该计算机(15)用图像连通区域重心连线的方法找到锥光干涉图黑十字叉交点的位置，该位置即为所述的待测电光晶体(10)光轴在所述的图像探测器(14)感光面上的出露点的位置，该位置坐标记为N_j，当j＝4时，跳转到步骤10)，否则进入步骤9)；

9)用所述的一维精密电动位移台(9)将所述的第三透镜(8)沿导轨平移出光路，所述的待测电光晶体(10)垂直于光路的光轴旋转90°，并令j＝j+1，返回步骤7)；

10)利用多点拟合圆算法拟合出上述计算出的4个出露点(N1、N₂、N₃和N₄)的位置所在的轨迹圆，该轨迹圆的半径为单位为像素，令k＝1；

11)对上述得到的第k幅锥光干涉图测量入射到所述的待测电光晶体(10)的边缘光线与所述的待测电光晶体(10)的通光面法线方向分别在所述的图像探测器(14)上的两个出露点的距离单位为像素；测量所述的第四透镜(11)的焦距f，单位为毫米；测量透过所述的第四透镜(11)的光斑半径单位为毫米；在所述的线偏振光激光器(1)的工作波长下，所述的待测电光晶体(10)的o光折射率的测量值为n_o，空气折射率的测量值为n_air，当k＝4时，跳转到步骤13)，否则进入步骤12)；

12)将上述测量的参数代入下列公式计算夹角θ_k：

<mrow> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>n</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>i</mi> <mi>r</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>n</mi> <mi>o</mi> </msub> </mfrac> <mfrac> <mrow> <mi>D</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>r</mi> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mi>i</mi> </msub> </msub> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>f</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>r</mi> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mi>m</mi> </msub> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>

并令k＝k+1，返回步骤11)；

13)将上述求解得到的4个夹角(θ₁、θ₂、θ₃和θ₄)代入下列公式计算夹角θ_axis：

<mrow> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>x</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>3</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>4</mn> </msub> </mrow> <mn>4</mn> </mfrac> </mrow>

即为测量得到的待测电光晶体(10)的通光面法线与晶体光轴的夹角θ_axis。