一种精确测量波片相位延迟量的方法

摘要

一种精确测量波片相位延迟量的方法，属波片参数测量技术领域，该装置包括光源，光阑、起偏器、待测波片、检偏器、光谱仪和计算机，通过测量出第一光谱强度I₁(λ)的分布曲线和第二光谱强度I₂(λ)的分布曲线，得到归一化光谱透过率T(λ)曲线。再根据透过率为定值的直线与所述归一化光谱透过率T(λ)曲线的交点波长，利用计算机计算出待测波片相位延迟量和其他多个物理参数。本发明是一种非接触无损测量技术，通过测量可一次性获得宽光谱范围内待测波片的绝对相位延迟量、有效相位延迟量、厚度、级次等多个物理参数，本方法测量精度高，测量装置易于调节，对于起偏器、待测波片和检偏器的方位无严格要求，适用于非复合型晶体波片的测量。

主权项

一种精确测量波片相位延迟量的方法，由以下装置来实现，该装置包括光源、光阑、起偏器、检偏器、汇聚透镜、光谱仪和计算机，光源位于光阑的前面，由光阑开始沿光路依次放置起偏器、检偏器、汇聚透镜和光谱仪，光谱仪和计算机相连接，其中位于起偏器和检偏器之间放置第一偏光镜架，第一偏光镜架用于安装待测波片，检偏器安装在第二偏光镜架上，该方法步骤如下：（1）开启光源，让光源预热15分钟以上，直到光源的输出波长稳定；（2）旋转第二偏光镜架调整检偏器透光轴方向，通过目测从检偏器出射光的光强寻找到光强极大值，在此位置固定检偏器；（3）调整汇聚透镜的位置，使从检偏器出射的光汇聚于光谱仪中；（4）开启计算机，利用光谱仪控制软件，选择光谱仪分辨率的最高分辨率档，设定起始扫描波长和终止扫描波长，利用光谱仪测量出射光得到以波长为变量的第一光谱强度I₁(λ)的分布曲线并将测得的相应数据存储于计算机中；（5）保持起偏器、检偏器的方位不变，将待测波片安装在第一偏光镜架上并放置于起偏器和检偏器之间，旋转第一偏光镜架调整待测波片的快轴方向，通过目测从检偏器出射光的光强寻找到光强极大值，从此位置再顺时针或逆时针旋转第一偏光镜架即旋转待测波片30º到60º之间任一角度，按照步骤（4）中的测量程序用光谱仪测量此时出射光得到以波长为变量的第二光谱强度I₂(λ)的分布曲线并将测得的相应数据存储于计算机中；（6）利用数据处理软件，由计算机根据公式T(λ)=I₂(λ)/I₁(λ)得到归一化光谱透过率T(λ)；（7）由计算机利用绘图软件绘出透过率T(λ)随波长变化的曲线图，并在图中同时绘出透过率等于某一定值的直线，该直线用T′=C表示，C的取值范围在T(λ)随波长变化曲线的最大值和最小值之间，这样能保证T(λ)曲线与直线T′=C存在交点，利用绘图软件提取透过率T(λ)曲线与直线T′=C交点所对应波长，设某一交点所对应波长为λ_i，其相邻的两交点所对应的波长分别用λ_i‑1和λ_i+1表示；（8）计算机根据绝对相位延迟量计算公式计算出待测波片在波长为时的绝对相位延迟量，上式中λ_i‑1和λ_i+1为T(λ)与T′=C的某一交点λ_i相邻的两交点所对应的波长，、、分别表示波长为、、时制作波片晶体材料的双折射率，为整数，且；（9）计算机根据待测波片的有效相位延迟量计算公式计算出待测波片在波长为时的有效相位延迟量，上式中“”为取余函数，表示和作除法运算后的余数；（10）计算机根据待测波片的厚度计算公式计算出待测波片的厚度，上式中为整数，且；（11）计算机根据待测波片的级次计算公式计算出待测波片的级次N，上式中“”为去尾取整函数。