基于双光束检偏的波片测量系统

发布时间：2025-07-09 03:32

　　 大口径太阳望远镜中常用波片来进行偏振定标和偏振测量,为了对这类波片的延迟量和方位角进行准确测量,提出一种基于双光束检偏的波片测量系统,建立了该系统对应的数学模型。测量系统中检偏器的方位角可作为参数进行拟合,克服了单光束测量系统中检偏器方位角误差的影响;同时,根据测量系统的结构,对待测波片的延迟量范围进行分析,实现了对偏振定标和偏振测量中所使用波片的精确测量。分析了测量系统误差的主要来源,包括光源光强噪声、电机定位误差和探测器非线性响应,并对探测器非线性响应进行了校正。该方法测量1/4波片和127°波片的延迟量和方位角误差小于0.02°,测量27°～145°和215°～333°范围波片样品的延迟量和方位角误差小于0.05°。

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【部分图文】：

图10 两个拟合通道残差之间的相关性分析。

根据两个通道测量光强的关系,图10中的光强残差沿短轴方向的标准差可以用来表征测量过程中系统总光强的起伏,光强残差沿长轴方向的标准差可以用来表征光强在两个通道上的分配起伏。对比图10(a)和图10(b)可知,光束经对准后通过波片的旋转中心时,长轴和短轴方向统计的标准差均明显减小,沿....

图3 测量系统雅克比矩阵的条件数(cond J)

图4给出90°波片和127°波片拟合参数误差对光强随机误差敏感程度的蒙特卡罗分析结果,图中横坐标为检偏器方位角,纵坐标为各角度误差的模拟结果。该结果与图3中雅克比矩阵条件数的分析结果一致,即检偏器的方位角在0°和90°的整数倍附近时,拟合参数对误差很敏感。根据图4中的误差模拟结....

图4 拟合随机误差与检偏器方位角的关系。

测量过程中,用开发的LabVIEW程序进行控制和采集,程序控制电机带动波片以3°为步长进行旋转,每步旋转到位后两个通道的探测器同步采集对应光强,光强采集后电机再旋转到下一位置,依次完成360°的旋转和对应光强的采集,完成一组测量所需要的时间小于1min。采集完成后,根据(2)式....

图5 光源光强随机噪声的测量结果

图5是光源稳定后测得的光强随机噪声,图中横坐标为时间,纵坐标是对应的光强。光源稳定后,一个测量周期内光强噪声的标准差为4×10-5μW,光强噪声为总光强的0.034%,光强最大起伏小于总光强的0.1%。测量中,采用的旋转电机为直流伺服电机,电机的定位精度高于0.03°。针对本实....

本文编号：4057082