橢偏儀與偏振相位（一）-幾種波片相位延遲測(cè)量的實(shí)驗(yàn)搭建

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橢偏儀與偏振相位（一）-幾種波片相位延遲測(cè)量的實(shí)驗(yàn)搭建

波片是偏振光學(xué)技術(shù)中的重要元件攻柠，被廣泛應(yīng)用于光彈力學(xué)球订、現(xiàn)代光通訊技術(shù)、醫(yī)療診斷和物理學(xué)研究等諸多領(lǐng)域瑰钮。在太陽(yáng)物理研究領(lǐng)域冒滩，通過(guò)觀測(cè)和分析太陽(yáng)光的偏振狀態(tài)可以得到太陽(yáng)大氣中磁場(chǎng)分布和演化等信息浪谴，以此可研究黑子开睡、耀斑及日冕物質(zhì)拋射(CME)等與磁場(chǎng)有關(guān)的太陽(yáng)活動(dòng)現(xiàn)象。現(xiàn)代太陽(yáng)物理對(duì)磁場(chǎng)偏振測(cè)量精度要求甚高(10^-3以上)苟耻，而由于在太陽(yáng)磁場(chǎng)測(cè)量設(shè)備的偏振分析器和濾光器中使用了大量波片篇恒，因而波片位相延遲精度將直接影響太陽(yáng)磁場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡偏光系統(tǒng)的測(cè)量精度。隨著研究的日益深入凶杖，人們對(duì)偏振測(cè)量精度提出了更高的要求胁艰，有些儀器，例如我國(guó)研制的大型空間太陽(yáng)觀測(cè)設(shè)備一一空間太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡(SST)智蝠，要求偏振測(cè)量精度達(dá)到10^-4以上腾么，這對(duì)波片的加工和測(cè)量精度都是一個(gè)挑戰(zhàn)。因此杈湾，研究波片高精度測(cè)量方法有著極qi重要的意義解虱。

測(cè)量波片位相延遲的方法有很多，例如光強(qiáng)法毛秘、光譜掃描法、補(bǔ)償法和調(diào)制法等叫挟，許多文獻(xiàn)對(duì)這些方法已有所論述艰匙。然而值得注意的是，在實(shí)際測(cè)量中抹恳，來(lái)自不同的方法或不同的儀器的測(cè)量結(jié)果往往存在差異员凝，有些結(jié)果之間的差異甚至超出了文獻(xiàn)所述的誤差范圍。因此奋献，確定產(chǎn)生測(cè)量差異的原因便成為亟待分析和解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題健霹。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，并結(jié)合SST等項(xiàng)目對(duì)測(cè)試的具體需求瓶蚂，我們建立了一套高精度多功能測(cè)試系統(tǒng)糖埋，可以在該測(cè)試系統(tǒng)上用多種不同的方法測(cè)量波片的位相延遲，從而便于對(duì)不同的測(cè)量方法進(jìn)行比較研究窃这，以確定誤差來(lái)源瞳别，優(yōu)化測(cè)量方法。

利用該測(cè)試系統(tǒng)祟敛，本文對(duì)光譜掃描法，Soleil補(bǔ)償器法及兩種光強(qiáng)法進(jìn)行了比較測(cè)量兆解，并結(jié)合測(cè)試結(jié)果對(duì)上述方法的原理及誤差來(lái)源進(jìn)行了比較研究馆铁，分析了產(chǎn)生測(cè)量差異的原因。通過(guò)上述研究锅睛，總結(jié)出不同測(cè)量方法的適用條件埠巨，從而為不同實(shí)驗(yàn)條件下選擇zui佳測(cè)量方法提供了參考依據(jù)。

實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)

首先測(cè)試系統(tǒng)如下圖所示衣撬。

圖1 波片測(cè)試系統(tǒng)儀器設(shè)備及光路圖

為了滿足從可見光到近紅外的多波段測(cè)試需求乖订，測(cè)試系統(tǒng)采用具有連續(xù)譜的溴鎢燈作為光源并配合以單色儀。光源配備的穩(wěn)流電源使輸出光強(qiáng)波動(dòng)＜0.14％具练。光源出射光經(jīng)準(zhǔn)直鏡轉(zhuǎn)化為平行光乍构。起偏器和檢偏器為兩個(gè)Glan棱鏡，能夠保證測(cè)試系統(tǒng)從可見光到近紅外都具有優(yōu)xiu的消光比扛点。兩個(gè)Glan棱鏡及置于其問(wèn)的待測(cè)樣品分別安裝在可以360°自由旋轉(zhuǎn)的精密轉(zhuǎn)臺(tái)上哥遮，轉(zhuǎn)臺(tái)的精度優(yōu)于1′，可由計(jì)算機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)陵究，并記錄轉(zhuǎn)動(dòng)信息眠饮。

選用zui大累計(jì)誤差為0.18％的高精度Babinet—Soleil補(bǔ)償器。補(bǔ)償器安裝于精密平移臺(tái)上铜邮，可以保證其移入仪召、移出光路時(shí)位置不變寨蹋。接收端選用的單色儀光譜精度為±0.2nm。NCL是與單色儀配套的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)扔茅，可準(zhǔn)確讀取zui小電流信號(hào)為0.1nA已旧。計(jì)算機(jī)可以通過(guò)NCL實(shí)現(xiàn)對(duì)單色儀的控制，并記錄由探測(cè)器獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)召娜。本文所述實(shí)驗(yàn)是在可見光波段進(jìn)行的运褪，選用EMI 9658R型光電倍增管作為探測(cè)器，其陽(yáng)極靈敏度可達(dá)200A／lm玖瘸。此外秸讹，為了避免市電系統(tǒng)不穩(wěn)定對(duì)測(cè)試造成的干擾雅倒，所有的電子儀器都經(jīng)由UPS穩(wěn)壓電源供電璃诀。光譜掃描法，補(bǔ)償法和光強(qiáng)法等測(cè)量方法都可以在這套測(cè)試系統(tǒng)上進(jìn)行對(duì)比測(cè)試屯断。

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相關(guān)文獻(xiàn)：

1王勇輝,鄭春龍,趙振堂.基于斯托克斯橢偏測(cè)量系統(tǒng)的多點(diǎn)定標(biāo)法[J].中國(guó)激光,2012,39(11):163-167.

2侯俊峰,于佳,王東光,鄧元勇,張志勇,孫英姿.自校準(zhǔn)法測(cè)量波片相位延遲[J].中國(guó)激光,2012,39(4):173-179. 

3王喜寶,宋連科,朱化鳳,郝殿中,蔡君古.連續(xù)偏光干涉法測(cè)量波片寬波段延遲量變化[J].激光技術(shù),2012,36(2):258-261. 

4趙振堂,林天夏,黃佐華,何振江.利用消光式橢偏儀精確測(cè)量波片相位延遲量[J].激光雜志,2012,33(3):8-9.

5程一斌,侯俊峰,王東光.組合波片的橢圓率角測(cè)量方法[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2019,39(7):750-755. 

6于德洪,李國(guó)華,蘇美開,宋連科.任意波長(zhǎng)云母波片位相延遲的測(cè)量[J].光電子．激光,1990,1(5):267-269.

7徐文東,李錫善.波片相位延遲量精密測(cè)量新方法[J].光學(xué)學(xué)報(bào),1994,14(10):1096-1101. 

8薛慶文,李國(guó)華.半陰法測(cè)量λ/4波片的相位延遲[J].光電子．激光,1998,9(2):150-151.

9 AzzamR. M. A., Bashara, N. M. ellipsometry and Polarized Light[M]. New York: North - Holland, 1977,198 - 201.

10孫英姿,王東光,張志勇,鄧元勇,張洪起,玄偉佳.波片相位延遲的光強(qiáng)測(cè)量法研究[J].天文研究與技術(shù),2008,5(1):74-82. 

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