波片相位延迟的精确测量及影响因素分析

提出一种精确测量波片相位延迟的方法。将待测波片置于起偏器和检偏器之间,转动待测波片和检偏器至不同的位置并探测输出的光强,得到波片的相位延迟。采用光源调制技术和解调技术,抑制了连续光所无法克服的背景光干扰和电子噪声的干扰;将光路分为测量光路和参考光路,采用软件除法技术,消除了光源波动的影响,从而实现波片相位延迟的精确测量。详细分析了影响测量精度的误差因素,主要有光源波长变化、温度变化、入射角倾斜、转台转角误差和光源波动,计算了1064 nm波长时厚度为0.52 mm的λ/4多级结晶石英波片产生的相位延迟误差,其中光源波动的影响在作除法后有显著的改善,各误差因素的总测量误差为±1.58°。实际测量了该λ/4结晶石英波片的相位延迟为91.06°±1.78°,与理论分析相符。该测量和误差分析方法同样适合其他的波片。     

分束探测法测量波片的相位延迟

本文给出了一种新的光电探测方法测量任意波片相位延迟的理论及实验方法。可应用于近红外、可见及紫外区域。特别使用于λ/2和λ/4波片的相位延迟的测量,实验精度可达0.2％。     

测量波片相位延迟量的新方法

提出了利用平面光波两次通过待测波片对其相位变化进行补偿来实现波片相位延迟量测量的新方法.利用MATLAB编程进行仿真计算,拟合了检测量接收光强的对比度与波片相位延迟量间的函数关系,拟合精度为10-4;建立了实验系统,实验验证了该测量方法是可行的,波片相位延迟量的重复测量精度为0.0020°.     

光纤电流互感器λ/4波片温度特性及其影响研究

λ/4波片是通过截取适当长度的保偏光纤制作的,它的相位延迟会随温度的变化而改 变。利用这一特性,可以补偿由于λ/4波片相位延迟变化造成的互感器尺度因子变化,同时也可以测量光纤电流互感器传感头的温度,补偿维尔德(Verdet)常数的温度影响,提高光纤电流互感器的测量精度。     

波片相位延迟量测量和快轴标定系统

为了能够快速精确地测量波片相位延迟量和快轴方位角,实现测量系统的集成化和自动化,设计了基于弹光调制技术与数字锁相技术相结合的波片测量系统。采用弹光调制器对检测激光进行调制,运用基于FPGA的数字锁相技术提取调制信号的一、二倍频项,利用优化算法解调出波片相位延迟量和快轴方位角,步进电机带动波片转动使快轴到达零度位置,相位延迟量由LCD显示出来。搭建了实验系统,并对1/4波片进行了测量。实验结果表明:该系统对1/4波片快轴方位角的测量精度优于0.31,相位延迟量的测量精度和重复度分别优于99.47%和0.14。测量系统的弹光调制器驱动信号、电机驱动信号、数据运算都由FPGA控制,实现了光机电一体化。     

分束差动探测法测量波片的相位延迟

为提高系统的测量精度,拓宽系统的测量范围,基于偏振调制原理,设计了分束差动法测量波片延迟量的方法和实验系统.测试表明,该系统的测量范围覆盖紫外、可见及近红外区域,也可以用来测量其它相位延迟器的延迟量.对于1/4波片和半波片的测量精度优于0.1%.     

保偏光纤偏振模间延迟的放电调整及波片制作

建立了局部放电引起保偏光纤(PMF)两偏振模间相位延迟变化的模型。将熊猫型保偏光纤(P-PMF)和保偏光子晶体光纤(PM-PCF)分别接入萨格纳克干涉仪进行实验研究,发现局部放电使应力型P-PMF的相位延迟变小,使形状型PM-PCF的相位延迟变大,且改变放电电流大小和持续时间可有效改变相位延迟调节量,为调节PMF中两偏振模间相位延迟提供了实用技术。搭建了在线光纤波片制作装置,进行了PM-PCF光纤1/4波片制作的实验研究,实现了0.15°的相位延迟精度。多次实验结果表明,采用该技术可保证约0.24°的相位延迟精度。该技术具有操作简单、成本低等优点,可有效提高光纤波片的相位延迟量精度和制作效率。     

测量云母双折射率的波长调制补偿方法

根据云母折射率的色散关系和相位延迟随波长变化关系,给出了一种测量双折射率比较精确的方法.通过测量云母材料的厚度和相应厚度情况下作为λ/4波片使用所对应的波长,利用相位延迟与波长及厚度函数关系式直接求得云母的双折射率.该方法简便,测量精度达到10-5量级.     

基于空间同步移相的1/4波片相位延迟量测量误差分析

本文对基于空间同步移相的1/4波片相位延迟量的测量误差进行了分析。检偏器阵列的方位角误差是引起波片相位延迟量测量误差的主要原因。分析结果表明波片相位延迟量的测量误差跟波片的快轴方位角有关。当待测1/4波片的快轴方位角为45°时,其相位延迟量测量结果基本不受检偏器阵列的方位角误差影响。因此,空间同步移相技术不仅可以实现1/4波片相位延迟量的快速测量,还可实现精确测量。     

精确测量1/4波片相位延迟量的新方法

提出了一种精确测量1/4波片相位延迟量的新方法。测量光路由激光器、起偏器、被测1/4波片、光弹调制器、检偏器和光电探测器构成。起偏器和检偏器的透光轴相互垂直。被测1/4波片的快轴与光弹调制器的振动轴平行,且与起偏器和检偏器的透光轴分别成±45°夹角。准直激光束依次经过起偏器、被测1/4波片、光弹调制器和检偏器的探测光强由光电探测器接收。利用探测信号的直流分量与二次谐波分量精确计算出被测1/4波片的相位延迟量。实验验证了这种测量方法的有效性,改变初始光强过程中相位延迟量测量结果的复现性为0.012°,检偏器、被测1/4波片的方位角变化1°的过程中相位延迟量测量结果的复现性为0.008°。     

一种标定Soleil-Babinet补偿器的新方法

提出了一种高精度标定索累-巴比涅(Soleil-Babinet)补偿器的新方法.在光谱扫描法测量系统中,将多级半波片置于被测补偿器后,以半波片的延迟量为基准,高精度地标定出补偿器的延迟量所对应的测微丝杆位移.该方法利用光强透过率和波长的关系得到延迟量,避免了光强值直接测量法误差源多、精度不高的缺点;同时解决了光谱扫描法不易测量零级相位器件的问题.实验中以工作波长为633 nm的多级半波片为基准,对Soleil-Babinet补偿器进行标定.分析表明,该方法在确定延迟量为0和λ的位置时,精度可达0.45 nm;0～λ范围之间的延迟量最大测量误差仅为3.2 nm.     

光学波片相位延迟测量仪设计

将光学波片放入激光谐振腔可使振荡模式发生分裂,测量分裂模的频率差能准确测得波片的相位延迟。基于这一原理,设计了光路沿竖直方向的相位延迟测量仪,可根据频率差不同引起振荡模式的变化采用相应测量方法。对半外腔激光器、光强和频差探测单元、控制程序等部分进行了设计说明。为了实现自动化和高精度测量,系统选定两正交偏振模的等光强点作为工作点,并补偿初始相位延迟和波片倾斜误差。测试表明,仪器能够对任意相位延迟的波片自动判定并测量,对多级波片多次测量的标准差约0.01,总的测量不确定度为0.03（优于/10 000）,且只需要测量激光频率差,具有可溯源性。     

Simultaneous measurement of phase retardation and optic axis of wave plates

Phase retarders (or wave plates) can be used to convert polarization state from one to another. To precisely measure the phase retardation and the orientation of optic axis plays an important role in various fields. At present, there are many methods to m…     

采用白光干涉色色调信息测量零级波片延迟量的方法

介绍了一种基于白光干涉色的色调值计算零级波片延迟量的方法,在白光正交偏振系统中,利用HSV色度系统分析白光干涉色,得到干涉色图像的色调值,并使用Soleil-Babinet补偿器标定不同延迟量和其对应的白光干涉色的色调值之间的定量关系,从而实现了根据白光干涉色的色调值计算延迟量的目的.在补偿器丝杆步进位移0.02 mm...     

光相位延迟的二维测量及系统设计

本文提出了一种测量光相位延迟的新方法；四步相移法，在此原理基础上采用面阵CCD作为光强探测器，设计了一套同时测量待测样品通光面上各点的相位延迟和波片的方位角的测量系统，并较详细论述了该系统的测量原理、系统结构、软件编制及测量结果。实验结果显示该系统用于波片相位延迟测量时其误差不大于4%，测量波片方位角时其误差不大于2%。     

圆光栅测角传感器在线自校准系统研制与实验

为了解决测角系统在实际应用中的在线校准问题,设计了一种圆光栅测角传感器在线自校准系统。基于圆封闭原则和傅里叶级数的性质,建立了测量值与单读数头误差之间的关系,实现单读数头自校准。该自校准系统由读数头、玻璃圆光栅、单轴转台和多通道采集控制系统组成。实验结果表明,测角传感器自校准系统的单读数头测量精度为5.90,接近于借助外部参考标准的谐波补偿方法后的精度,系统测量重复性小于0.76。自校准测量系统可实现圆光栅测角传感器在线校准的同时,满足了精密测量领域对精度和可靠性的要求。     

波片位相延迟测量的双λ/4波片法

在对波片延迟量的测量中常因光源起伏影响测量精度,出现较大的测量误差,为了避开光源强度起伏的影响,提高系统的测量精度,减小测量误差,用两个标准λ/4波片与待测波片组合,使其满足一定条件等效为旋光器,搭建了一套测量系统,用角度测量替代对光强的直接测量.实验结果表明,该系统可有效避免光源强度起伏对测量结果的影响,测量精度可达0.5°.与传统测量方法相比,该测量系统具有构造简单,不受光源起伏影响,以及测量精度高等特点,是一种便捷有效的测量方法.     

利用消光式椭偏仪精确测量波片相位延迟量

采用消光式椭偏仪精确测量波片的相位延迟量。从理论上分析了椭偏仪测量波片相位延迟量的可行性,重点讨论了标准1／4波片及待测波片的相位延迟量误差对测量精度的影响,并给出相应的实验验证。实验表明：该方法测量过程简单,方便,易受光强波动的影响,测量相位延迟量重复性精度达0．02°,相对误差为0．02％,是一种实用及有效的波片相位延迟量测量的方法。     

利用迈克耳孙干涉仪测量波片相位延迟量和快轴方向

分析了基于偏振光分量强度测量来确定波片参数的方法,指出这类方法在任意波片的测量上存在的不确定性。分析表明,波片相位延迟量与光强测量值之间存在多值函数关系,因而无法仅由线偏振分量光强测量值来确定波片相位延迟量的真正值,包括无法得到波片的级次及快轴方向。提出了把迈克耳孙干涉仪白光干涉的特征性彩虹条纹作为零光程差的定位参考标志,从而可以对光程差进行绝对测量,可以确切测量波片真正的相位延迟量和快轴方向。利用此方法对商用1/4波片进行了测量,实验结果表明所提出的迈克耳孙干涉仪零光程差法是行之有效的。最后还初步分析了色散对测量的影响,讨论了本方法适用的波片范围。