建立了用于波片位相延迟测量的高精度多功能测试系统，实现了在同一测试系统上应用不同的测试方法，使测试具有可比性。对光谱扫描法、Soleil补偿器法及两种光强法进行了比较测量，并结合测试结果对各种方法进行了系统的误差分析。
椭偏仪与偏振相位（三）-补偿法的原理及误差分析
补偿法
1.测量原理
补偿法是利用位相补偿器件将由待测元件产生的位相延迟补偿为0(或2π)，从而测量波片位相延迟。通常有λ／4波片补偿法(Senamont法和Tardy法)和Soleil补偿器法。λ／4波片补偿法由于需要已知某波长处精确的λ／4波片，而且测不同波长的位相延迟需要不同波长的λ／4波片，所以此方法在高精度测量中并不可取，这里不再赘述。而Soleil补偿器的位相延迟连续可调，适用于不同波长延迟的测量，下面讨论这种方法。测试系统由起偏器、检偏器、待测元件和Soleil补偿器构成。通常起偏器和检偏器正交放置，Soleil补偿器的光轴与待测元件的光轴垂直且与起偏器的夹角为45°。若以表示Soleil补偿器的延迟，则系统的透过光强可表示为：
上式可见，当
时，系统透过光强zui小。因此测量时具体操作是，调整Soleil补偿器使系统消光，记录此时Soleil的光楔位置读数为t；然后将待测元件移出光路，对Soleil进行自定标，即将分别调整到0和2π，将对应光楔位置读数分别记作
及
，则待测波片的延迟值为：
Soleil补偿器法仅需测量相对的光强，对光路及探测仪器有一定的宽容性。在寻找消光位置时采用“等偏离法”以进～步提高测量精度。
2.误差分析
Soleil补偿器法的误差分析的推导较为复杂，故这里仅给出结论，见下表1。其中
表示Soleil补偿器光轴与起偏器透光轴的夹角。
消光比 | 带宽 | θ |
| Ω* | Soleil** |
忽略 | 忽略 | 忽略 | 忽略 | 0.017° | 0.18% |
表1 Soleil补偿器法的各项误差
*表示此项误差与待测元件延迟有关，当
=90°时，影响zui大，Δ
=0.017°；当
=180°时，则影响可以忽略。
**表示此项误差系对1个波长而言。
综合考虑上述各项误差，不难发现测量误差zui大者也仅仅为0.18%，但从之前的测量数据看，实测差异远远大于上述分析结果。上述分析证明，Soleil补偿器法测量误差主要来自Soleil补偿器自身精度。对于本测试系统而言，测量误差＜0.18%。
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