一种宽波段消色差相位延迟片延迟量定标系统及定标方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115950624A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310222020.2(22)申请日2023.03.09(71)申请人中科院南京天文仪器有限公司地址210042江苏省南京市玄武区花园路6-10号(72)发明人史冬冬曹昭斌李泽杨国伟蔡锃宇杨军王斌(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207专利代理师李湘群(51)Int.Cl.G01M11/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种宽波段消色差相位延迟片延迟量定标系统及定标方法(57)摘要本发明公开了一种宽波段消色差相位延迟片延迟量定标系统及定标方法。该系统包括光源、孔径光阑、可旋转的起偏器、可旋转的宽波段消色差相位延迟片、可旋转的检偏器、光功率计，所述起偏器和检偏器均采用偏振棱镜。本发明基于偏振器件的Mueller矩阵推导了包含消光比参数的延迟片相位延迟量表达式，并搭建了宽波段消色差1/4波片相位延迟量定标系统。该系统无需参考光路等辅助光路，因此其结构紧凑、简单，且满足相位延迟片对延迟量的测量要求；可以得到相对角度法中偏振器件参数与相位延迟量的关系，其旋转精度高，延迟量定标结果准确，在精确测量应用中具有一定的应用价值。CN115950624ACN115950624A权利要求书1/2页1.一种宽波段消色差相位延迟片延迟量定标系统，其特征在于，沿光路方向依次包括光源、孔径光阑、可旋转的起偏器、可旋转的宽波段消色差相位延迟片、可旋转的检偏器、光功率计，所述起偏器和检偏器均采用偏振棱镜；光源垂直经过起偏器、宽波段消色差相位延迟片及检偏器后，出射光的Stokes矢量Sout以乘积的形式表示，将Mueller矩阵展开得到Sout的第一个参量为第一光强值；将宽波段消色差相位延迟片旋转Δθ2角度，得到第二光强值，再将第一光强值与第二光强值相加得到第三光强值，再将检偏器旋转Δθ3角度，得到第四光强值；通过第三光强值和第四光强值的表达式获得宽波段消色差相位延迟片的延迟量；根据所述宽波段消色差相位延迟片延迟量的表达式，当起偏器和检偏器的相对光强值已知时，仅测出相对光强和，即可获得宽波段消色差相位延迟片的相位延迟量，其中I0为光源的光强值。2.根据权利要求1所述的一种宽波段消色差相位延迟片延迟量定标系统，其特征在于，所述宽波段消色差相位延迟片的工作波长在起偏器和检偏器的工作波段内。3.根据权利要求1所述的一种宽波段消色差相位延迟片延迟量定标系统，其特征在于，所述孔径光阑和起偏器之间沿光路方向依次设置有第一正透镜和第二正透镜，其中，第一正透镜的焦距f1大于第二正透镜的焦距f2，两个长短焦距正透镜组合使用构成准远心光路，用于进一步准直光路。4.根据权利要求1所述的一种宽波段消色差相位延迟片延迟量定标系统，其特征在于，所述系统内部孔径光阑之间还设置有滤光片。5.根据权利要求1所述的一种宽波段消色差相位延迟片延迟量定标系统，其特征在于，所述光源为卤素灯光源。6.根据权利要求1所述的一种宽波段消色差相位延迟片延迟量定标系统，其特征在于，所述偏振棱镜安装于可电动操控的精密旋转位移台上。7.根据权利要求1所述的一种宽波段消色差相位延迟片延迟量定标系统，其特征在于，所述偏振棱镜为GlanThompson偏振棱镜。8.根据权利要求1所述的一种宽波段消色差相位延迟片延迟量定标系统，其特征在于，所述宽波段消色差相位延迟片安装在可电动操控的精密旋转位移台上。9.根据权利要求1所述的一种宽波段消色差相位延迟片延迟量定标系统，其特征在于，所述宽波段消色差相位延迟片为1/4波片，所述1/4波片的相位延迟量δ为：；其中，其中，Ki为相对光强值，i=1‑4。10.一种基于权利要求1‑9中任意一项所述系统的宽波段消色差相位延迟片延迟量定标方法，其特征在于，包括如下步骤：2CN115950624A权利要求书2/2页步骤一：调节各仪器高度使光束垂直进入光功率计，遮挡光束并调节光功率计显示值为0；步骤二：选取光功率计的合适量程，记录光源的光强值I0；步骤三：若未给定消光比值，按以下方法计算起偏器的K1及K2值和检偏器的K3及K4值；将起偏器或检偏器安装在光功率计前并调节高度使光束垂直射入其正中心，旋转偏振片角度记录最大光强Imax及最小光强Imin，则可求得：步骤四：在保持起偏器和检偏器初始角度θ1=θ3=0°情况下，将待检宽波段消色差相位延迟片安装在起偏器和检偏器中间，调整宽波段消色差相位延迟片的快轴角度及高度，使得光路共轴，旋转宽波段消色差相位延迟片，使其角度变化Δθ2角度，此时光强值为；继续旋转检偏器变化Δθ3角度，此时光强值为；步骤五：计算获得宽波段消色差相位延迟片的相位延迟量δ。3CN115950624A