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龙图腾网获悉福州大学申请的专利一种用三维拓扑绝缘体薄膜进行偏振探测的方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116519142B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310726604.3，技术领域涉及：G01J4/04；该发明授权一种用三维拓扑绝缘体薄膜进行偏振探测的方法是由俞金玲;陈神忠;程树英设计研发完成，并于2023-06-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用三维拓扑绝缘体薄膜进行偏振探测的方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种用三维拓扑绝缘体薄膜进行偏振探测的方法。该方法通过用三维拓扑绝缘体Bi0.8Sb0.22Te3薄膜作为偏振探测器件，通过转动探测器件获得不同激光入射角下的光电流，然后通过对比多次测试下计算测得光电流与参考光电流的比值，唯一确定所探测激光的偏振状态。其原理为，通过转动四分之一波片可获得不同偏振状态下的光电流，接着用通过公式拟合可获得圆偏振光和线偏振光的光电流参考值，通过对比相反入射角下测得的光电流与参考光电流的比值确定唯一相同的偏振状态，且可通过背栅电压调节探测器件的性能兼顾圆偏振状态和线偏振状态的探测，以确定探测到的激光的偏振状态，计算得出斯托克斯参数。

本发明授权一种用三维拓扑绝缘体薄膜进行偏振探测的方法在权利要求书中公布了：1.一种用三维拓扑绝缘体薄膜进行偏振探测的方法，其特征在于，用于探测的拓扑绝缘体Bi0.8Sb0.22Te3生长于SrTiO3衬底上；具体步骤如下： 步骤S1：在拓扑绝缘体Bi0.8Sb0.22Te3样品上用磁控溅射生长10nm的钛电极，用电子束蒸发镀100nm的金电极，电极为边长为0.5mm的正方形电极，电极间距约为2.5mm，用银浆涂覆衬底表面制成背栅电极； 步骤S2：用1064nm的激光作为激发光源，让激光通过斩波器、起偏器、四分之一波片，垂直照射在样品上两电极连线中点的位置；光斑直径小于两电极间距；起偏器的偏振方向与四分之一波片的快轴方向平行； 步骤S3：将样品置于变温杜瓦瓶中，将激光照射于样品中心，通过转动样品，改变激光入射方向与样品法线方向的夹角θ；在两正负相反的入射角±θ角上从0度到360度转动四分之一波片，以5度为一个步长，将每一个四分之一波片角度下的光电流通过电流放大器和锁相放大器进行放大，并通过数据采集卡对放大后的光电流进行采集； 步骤S4：将其中一个入射角下的光电流用符合Bi0.8Sb0.22Te3的点群对称性C3v对称的偏振光电流的公式进行拟合，可提取得到偏振相关的圆偏振光电流和线偏振光电流，光电流拟合公式如下： 其中，是四分之一波片转动的角度，Jtotal是测得的总光电流，C是圆偏振光引起的圆偏振光电流信号，L1和L2是线偏振光引起的线偏振光电流信号，D是由于热电效应和光伏效应引起的背景光电流； 步骤S5：用静电计施加背栅电压，改变背栅电压调节三维拓扑绝缘体偏振探测器件的性能，测得不同背栅电压下±θ入射角下的总光电流，通过步骤S4中的公式1提取出不同背栅电压下的圆偏振光电流信号C、线偏振光电流信号L1和L2以及偏振无关光电流信号D； 步骤S6：从步骤S5中通过公式1拟合实验数据提取出的圆偏振光电流信号C和线偏振光电流信号L1和L2中算出不同背栅电压下的|C||C|+|L1|+|L2|；将|C||C|+|L1|+|L2|作为纵坐标，背栅电压作为横坐标作图，找出|C||C|+|L1|+|L2|最大时对应的背栅电压，记为VG1±θ入射角对应的是VG1相同的，因此只需要在+θ入射角下确定VG1；将背栅电压为VG1下在+θ入射角下测得的总光电流记为算出背栅电压为VG1在+θ入射角不同四分之一波片转角下的圆偏振光电流分量，即其中C1是背栅电压为VG1在+θ入射角时通过公式1拟合得到的圆偏振光电流信号C；将背栅电压为VG1下在+θ入射角下通过公式1拟合得到的D记为将背栅电压为VG1下在-θ入射角下测得的总光电流记为算出背栅电压为VG1在-θ入射角不同四分之一波片转角下的圆偏振光电流分量，即其中C2是背栅电压为VG1在-θ入射角时通过公式1拟合得到的圆偏振光电流信号C；将背栅电压为VG1下在-θ入射角下通过公式1拟合得到的D记为 找出|C||C|+|L1|+|L2|为零或接近于零时对应的背栅电压，记为为VG2±θ入射角对应的是VG2相同的，因此只需要在+θ入射角下确定VG2；将背栅电压为VG2下在+θ入射角下测得的总光电流记为算出背栅电压为VG2在+θ入射角不同四分之一波片转角下的线偏振光电流分量，即其中L13是背栅电压为VG2在+θ入射角时通过公式1拟合得到的线偏振光电流信号L1；将背栅电压为VG2下在+θ入射角下通过公式1拟合得到的D记为将背栅电压为VG2下在-θ入射角下测得的总光电流记为算出背栅电压为VG2在-θ入射角不同四分之一波片转角下的线偏振光电流分量，即其中L14是背栅电压为VG2在-θ入射角时通过公式1拟合得到的线偏振光电流信号L1；将背栅电压为VG2下在-θ入射角下通过公式1拟合得到的D记为 步骤S7：将背栅电压调节至VG1，此时为圆偏振探测模式；将待测激光采用步骤S3中的入射角±θ分别入射到样品上，测得此时的总光电流分别为+θ入射角下的和-θ入射角下的将步骤S6中测得的总光电流与圆偏振光电流分量和偏振无关光电流之和的比值，即以作为参考光电流，计算+θ入射角下测量光电流、参考光电流的比值和以及-θ入射角下测量光电流、参考光电流的比值和以 这些比值作为极径，以不同偏振相位角作为极角，绘制不同偏振状态下的 比值的极坐标图，在+θ下的极坐标图像中找出比值和共同的交点所对应的偏振相位角，同时在-θ下的极坐标图像中找出比值和共同的交点所对应的偏振相位角，最后找出±θ入射角下唯一共同确定的偏振相位角α，即为待测激光的圆偏振状态； 步骤S8：将背栅电压调节至VG2，此时为线偏振探测模式；将待测激光采用步骤S3中的入射角±θ分别入射到样品上，测得此时的总光电流分别为+θ入射角下的和-θ入射角下的计算由步骤S6中测得的总光电流与获得的线偏振光电流分量和偏振无关光电流 之和的比值，即以作为参考光电流，计算+θ入射角下测量光电流、参考光电流的比值和以及-θ入射角下测量光电流、参考光电流的比值和以 这些比值作为极径，以不同偏振相位角作为极角，绘制不同偏振状态下该比值的极坐标图，对比+θ下的极坐标图像找出比值和共同的比值所对应的偏振相位角，同时对比-θ下的极坐标图像找出比值和共同的比值所对应的偏振相位角，最后找出±θ入射角下唯一共同确定的偏振相位角ψ，即为待测激光的线偏振状态； 步骤S9：用功率计测得激光功率A2，由步骤S7测得的椭圆偏振角α、由步骤S8测得方位角ψ分别代入下面的斯托克斯参数的公式计算可获得全部斯托克斯参数； S0＝A22 S1＝A2cos2ψcos2α3 S2＝A2sin2ψcos2α4 S3＝A2sin2α5 其中S0、S1、S2和S3为斯托克斯参数的四个分量；将A2代入公式2中可得出斯托克斯参数S0，将A2、α和ψ代入公式3、公式4中可得出斯托克斯参数S1、S2，将A2和α代入公式5中可得出斯托克斯参数S3；计算得出全部斯托克斯参数的数值，即得出待测光的全部偏振状态信息。

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