光相位延遲的測(cè)量方法與技術(shù)研究.pdf

1、分類(lèi)號(hào)：O436.3學(xué)校單位代碼：10446碩士學(xué)位論文論文題目：論文題目：光相位延遲的測(cè)量方法與技術(shù)研究研究生姓名：王喜寶學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：光學(xué)研究方向：偏光技術(shù)與應(yīng)用導(dǎo)師姓名、職稱(chēng)：宋連科教授論文完成時(shí)間：2012年3月曲阜師范大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文第I頁(yè)摘要在激光偏光技術(shù)與信息技術(shù)的應(yīng)用中，光相位延遲器是光學(xué)調(diào)制系統(tǒng)的重要器件。光相位延遲器能對(duì)某一特定波長(zhǎng)或一段波長(zhǎng)范圍的入射偏振光產(chǎn)生特定的相位延遲，從而使出射光的偏振態(tài)改變。它和其他的

2、偏光器件相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)光各種偏振態(tài)的轉(zhuǎn)換或偏振面的旋轉(zhuǎn)。波片是主要的光相位延遲器，可分為單波片和復(fù)合波片，被廣泛應(yīng)用于光學(xué)精密測(cè)量、光調(diào)制、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的測(cè)量中。光相位延遲器的主要光學(xué)技術(shù)參量是相位延遲量，它與測(cè)量光源波長(zhǎng)有直接關(guān)系，目前對(duì)特定波長(zhǎng)下的延遲量測(cè)量有多種辦法，如偏光干涉法、補(bǔ)償法、橢偏測(cè)量法、電光調(diào)制法、光學(xué)外差法等測(cè)定波片的延遲量方法，雖然這些方法的原理不同，實(shí)現(xiàn)的難易程度和系統(tǒng)復(fù)雜程度相差較大，但基本能夠滿(mǎn)足單波長(zhǎng)

3、測(cè)量的需要。在激光和偏光技術(shù)飛速發(fā)展的情況下，對(duì)相位延遲器的精度和消色差性能等要求也日益提高，這不但要求了測(cè)量相位延遲量的精確性，也對(duì)其測(cè)量方法的多樣性和方便性提出了更高的要求。資料顯示相位延遲量的寬光譜測(cè)量一直是個(gè)難點(diǎn)，以前的研究人員也曾對(duì)雙折射材料的偏光干涉譜進(jìn)行了探討，主要是針對(duì)材料特性的研究，沒(méi)能給出測(cè)量范圍內(nèi)器件的任意波長(zhǎng)處的相位延遲量。本文通過(guò)對(duì)石英單波片的連續(xù)偏光干涉譜的測(cè)量分析，發(fā)現(xiàn)偏光干涉譜中不僅包涵了吸收及雙折射等材

4、料特性，而且結(jié)合器件結(jié)構(gòu)特性，可以獲得寬光譜范圍內(nèi)的器件光相位的延遲信息，由此提出了一種新的測(cè)量分析方法。進(jìn)一步利用這種新方法，探索其在消色差復(fù)合波片相位延遲量方面的應(yīng)用，通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真證明，連續(xù)偏光干涉譜對(duì)于表征消色差復(fù)合波片技術(shù)參量具有精確、直觀、簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，特別適合指導(dǎo)波片的加工檢測(cè)和器件的選擇使用，具有非常重要的實(shí)際意義。本論文主要從以下章來(lái)詳細(xì)說(shuō)明。第一章緒論主要介紹了波片及其相位延遲量測(cè)量的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，并闡述

5、了本文的內(nèi)容、目的及意義。第二章主要介紹了波片和偏振的基礎(chǔ)知識(shí)。首先通過(guò)波片相位延遲器的原理，分類(lèi)詳細(xì)介紹了不同波片的主要性質(zhì)。然后，介紹了偏振和偏振光的知識(shí)，并描述了偏振光的幾種表述方法，為后續(xù)章節(jié)的分析和理解做基礎(chǔ)。第三章主要介紹了幾種常見(jiàn)的光相位延遲量測(cè)量方案：偏光干涉法、補(bǔ)償法、橢偏測(cè)量法等。第四章針對(duì)常用相位延遲量測(cè)量方法不能寬波段測(cè)量的不足，提出連續(xù)偏光干涉法測(cè)量的理論，并付諸實(shí)踐利用石英波片進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量，獲得了已知厚度的