采用消光式椭偏仪精确测量波片的相位延迟量。从理论上分析了椭偏仪测量波片相位延迟量的可行性。
椭偏仪与偏振相位（六）- 精确测量波片相位延迟量的原理
波片是基于晶体双折射性质的偏振器件，在光线技术、光学测量以及各种偏振光技术等领域具有广泛的应用，其中1/4波片及1/2波片在偏振器件中应用尤其广泛。测量波片相位延迟量的方法主要有：光强探测法、旋光调制法、半阴法、光学补偿法等。这些方法主要基于对光强的测量，容易受光源的不稳定及杂散光的干扰，精度受到一定的限制，测量误差一般在0.5°左右。本文从理论上分析了利用椭偏仪测量波片相位延迟量的可能性，讨论了其测量精度及误差来源，并利用消光式椭偏仪测量了1／4波片以及1／2波片相位延迟量。实验表明：测量过程不受光强波动的影响，方法简单，操作方便，精确度高，测量波片相位延迟量精度达0.02°。
测量的原理
利用消光式椭偏仪测量波片相位延迟量时，光路要调整成直通的状态。如图1所示，其中P为起偏器，Q为标准1／4波片，C为待测波片，A为检偏器。
图1椭偏仪测量波片相位延迟量光路图
透射式椭偏方程为：
其中
和△为椭偏参数，可由椭偏仪测量。Tp和Ts分别是样品的p分量和s分量的透射系数，透射波的复振幅为(E2p，E2s)，入射波的复振幅为(E1p，E1s)。
设θ为波片快轴与入射面的夹角，为其快慢轴之间的相位延迟量，则波片的通用矩阵为：
取入射光E1
经过一个波片后，出射光E2为:
令
所以(4)式就是测量样品的相位延迟量的椭偏方程，只要测量椭偏参数(
，△)值就能通过椭偏方程求出波片相位延迟量δ。为了便于测量，讨论特定的θ值下，(
，△)值与波片相位延迟量的关系：
（Ⅰ）当θ=0°时，即波片的快轴平行于入射面，则
因此
(Ⅱ)当θ=90°时，即波片的快轴垂直于入射面，则
因此
分析表明，椭偏仪的光路处于直通的形式，通过选择波片放置的θ值为0°或90°，容易测量得到△，即波片相位延迟量δ。
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