保偏反射镜相位延迟度测量分析

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1、保偏反射镜相位延迟度测量分析【摘要】相位延迟度的测量方法有圆偏光光强测量法、消光比测量法和椭偏仪测试法。论文采用三种测试法，对具有532nm保偏性能的反射镜相位延迟度进行对比并分析其差异来源。主要得出以下结论：从操作过程看，采用椭偏仪测试法操作简单、方便，更利于批量性产品测试；从数据结果来看，椭偏仪测试法在数据处理上考虑了系统的校正，而圆偏光光强和消光比测量法虽然有校正系统，但是在数据处理上并未将系统背景考虑进去，这是产生差异的主要原因。【Abstract】Themethodsofmeasuring

2、phasedelayincludecirclepolarization，lightintensitymeasurement，extinctionratiomeasurementandellipsometrytest.Inthispaper，threemethodsareusedtocomparethephasedelayofthemirrorwith532nmpolarizationpreservingproperty，andthedifferencesourcesareanalyzed.Thema

3、inconclusionasfollowing：accordingtotheoperationprocess，thetestmethodofellipsometerwithsimpleandconvenientoperation，moreconducivetothebulkoftheproducttesting；theresultshowsthatthetestmethodofellipsometryinthedataprocessingsystemconsideringthecorrectiona

4、ndcircularpolarizedlightintensityandextinctionratiomeasurementmethodalthoughthecorrectionsystem，butinthedataprocessingsystemwillnotbackgroundintoconsideration，thisisthemainreasonforthedifferences.【关键词】保偏反射镜；相位；延迟度；光学测量【Keywords】polarization-maintaining

5、mirror；phase；delay；opticalmeasurement【中图分类号】TN216【文献标志码】A【文章编号】1673-106906-0155-021引言光学系统中的透镜、反射镜等元件，会在一定程度上改变入射光的偏振状态，我们把这种偏振状态的改变称为残余偏振。而这种残余偏振是光学系统中不希望出现的偏振效应，会降低光学系统的成像能力。在有些光学反射系统中，需要降低残余偏振，要求入射光的偏振状态经过反射后必须保持不变。我们将这种能够保持入射光偏振状态的反射镜称为保偏反射镜。保偏，等效于光

6、束经过产品后不发生相位延迟，P偏振和S偏振光强度一致。本文提出了采用圆偏光光强测量法、消光比测试法和椭偏仪这三种测量方法测试532nm保偏反射镜的相位延迟度，以椭偏仪法的延迟度为参考，分别比较了RPI延迟度、ER延迟度及椭偏仪延迟度的线性相关性和差异，并分析其差异来源。2测试方法2.1RPI测量法原理产品保偏，意味着当圆偏光入射到产品表面经过反射，通过旋转检偏器反射光的强度不发生改变。圆偏光光强测量法采用自组装的测试装置，由Laser发出的光垂直入射，经过起偏器，然后再经过1/4波片，以45°入射到

7、待测反射镜上，最后经过检偏器，出射光强由功率计接收。测量步骤如下：①系统调试。将光源、起偏器和功率计放置在光路上，保证光源发出的光垂直入射，记录功率计读数N1;将检偏器A的振动方向与起偏器振动方向成90°放置，然后将1/4波片放在起偏器和检偏器之间，旋转波片功率计接收功率最小，再将波片旋转45°，形成圆偏光，此时旋转检偏器，则可以得到一组不同检偏角度的光强度数据I1Q......1360°,记录数据与N1的比值可以得到图1Baseline曲线。2.3椭偏仪测量法原理反射椭偏测量的原理是利用偏振光束在

8、界面上反射时出现偏振变换、利用反射椭偏测量术，用椭偏仪直接测量偏振光波经过产品时偏振态的改变。本文中采用ESS03VI椭偏仪测量相位延迟度。利用椭偏仪的测试软件，测试过程只需要设置测试波长和入射角度，就可以直接得到相位延迟度。3测试结果与分析3.1RPI测试法与椭偏仪测试法的相关性与差异性如图3所示两种方法的相关性较好，但是仍存在一定的区别。理想情况下，利用RPr法得到的圆偏光在检偏器旋转360°都能得到相同的光强，但是由于系统误差，所得到的光强会出现轻微波动。当系统