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一种光学微腔的光子等频图和能带结构一次成像装置,至少包括一个无限筒长的显微物镜、一套配有二维CCD的光栅光谱仪、一套显微镜照明系统、一根光纤、一个单色仪、一个宽带光源和一套成像系统;光子等频图和能带结构测量由以下部件实现:根据阿贝正弦关系将无限筒长显微物镜作为一种将波矢空间直接转换到实空间的变换器件,形成切向波矢和后焦平面上垂轴方向坐标位置的线性对应关系,探测光路上光谱仪配备的二维CCD通过成像系统和物镜后焦平面共轭,通过单色仪和的光谱仪配合使用获得所测样品的光子等频图和能带结构。本发明实现了光子等频图和能带结构的方便、一次成像测量,可以应用于微纳光学领域的光学性质测量。