基于磁光调制及基频信号检测的高精度波片测量

为提高波片相位延迟量的准确性,提出了一种基于磁光调制的波片相位延迟量测量方法.在标准1/4波片和检偏器之间插入磁光调制器,调整元件转角使出射光强只剩下偶次谐波成分,利用该特性,通过检测基频成分的残余量而非整个光强信号来进行波片相位延迟量的精密测量.利用琼斯矩阵推导了相应的理论公式并建立了波片测量系统,误差分析表明当环境温度变化范围为0.1℃时,系统测量不确定优于5',对1/2波片和1/4波片的重复测量实验表明测量标准偏差约为2'.      

圆偏振光的产生、测量与自旋偏振电子的光注入

理论上给出了线偏振光通过波片产生的椭圆偏振光的圆偏振度与方位角和相位延迟量的关系.结果表明,圆偏振度对方位角的变化更灵敏,在保持圆偏振度不变条件下,每提高方位角精度一度,则可降低相位延迟精度至少两度,这将改变人们重视相位延迟而轻视方位角精度的通常做法,降低1/4波片的加工难度和造价.还给出了宽带光谱分布和波片相位延迟色散对圆偏振度影响的解析解.发展了一种圆偏振度和波片相位延迟实验测量的简单方法.利用这种方法实验测试了Newport公司生产的1/4波片的相位延迟.     

紫外三元复合消色差相位延迟器优化设计的分析

为了设计在紫外波段消色差性能优良的三元复合λ／4波片,根据复合波片理论,利用同一波长（300nm）的2个λ0／4波片和1个λ0／2波片组合成复合波片,研究了复合波片的相位延迟量随波长的变化,得出复合波片在250-350nm的光谱范围内是消色差的;在此基础上对三元复合消色差λ／4波片进行了优化设计,即通过改变中间波片的相位延迟量和精确调整复合角,使消色差范围拓宽到200-400nm,相位延迟计算偏差在5％左右．通过改变中间波片的材料,即氟化镁晶体代替石英晶体,用上述同样方法设计出UVC波段消色差λ／4波片,其相位延迟计算偏差在2％以内．这种优化设计对拓宽紫外波段消色差范围,提高延迟量精度具有实用价值．     

波片相位延迟量的四步移相法测量

基于波片的密勒矩阵和斯托克斯矢量推导出了测量波片相位延迟量的通用表达式,并在此基础上提出了在光路中分出校正光束的四步移相法.该方法在测量波片的相位延迟量时无需知道波片光轴的具体位置,并可以平衡掉激光光源的波动,从而消除了光源的不稳定给测量结果带来的误差,同时该方法简化了测量过程,提高了测量精度.     

全光纤的级联光纤系统琼斯弥勒矩阵测量

基于系统估值理论, 提出并实现采用光纤波片的光纤系统琼斯弥勒矩阵测量. 光纤波片和光纤系统有良好的适配性, 且简单易行. 针对光纤波片的环境敏感性, 提出并实现基于系统方程矩阵自相似特点的波片延迟校准方法. 此外, 还通过系统优化, 实现光纤波片旋转角度的调整. 经实验验证, 光纤波片延迟的校准和旋转角度的调整使系统误差得到了明显改善. 最后, 测量了1 520~1 620 nm波长范围内两段级联光纤的偏振参数及其弥勒矩阵谱.     

一种转向复合式补偿器的研制

在偏光技术应用中,为了实现一定波长范围内延迟量的连续可调并产生90°转向,设计了一种新型补偿器件,即利用三元复合波片系统和菱体型延迟器的多重组合来完成这一目的.通过理论分析及误差分析可知,这一设计符合要求,完全可以实现上述目的.     

双λ／2相位延迟片的复合效应

基于现有复合波片研究的基础上,利用琼斯矩阵给出了由2个λ/2相位延迟片的组合理论.通过自行搭建偏光参数自动测量系统,测量了复合波片各种复合状态下的光强连续变化曲线,由此验证了复合波片组合理论的正确性.     

波片斜入射时延迟量的计算及实验验证

本文运用惠更斯作图法结合数学计算，分析了波片在光线斜人射情况下延迟量的改变，并将分析结果运用实验方法验证，得到了预期的结果．     

组合波片的椭圆率角测量方法

为精确测试组合波片的椭圆率角,提出了一种基于Mueller矩阵的椭圆率角测量方法.建立了组合波片的偏振模型,通过测量其Mueller矩阵,利用非线性拟合同时获得相位延迟、快轴方位和椭圆率角3个参数,并利用Mueller矩阵椭偏测量系统分别计算测量了λ/4和λ/2组合零级波片,结果表明基于此方法的拟合误差在0.004以内,椭圆率角和快轴方位角的测量误差为0.11°,相位延迟的测量误差为0.22°.通过本方法还发现组合零级波片的椭圆率角和快轴方位随波长震荡,λ/4和λ/2组合零级波片的震荡幅度分别为1°和0.4°.本方法适用于任意组合波片的椭圆率角测量,应用范围广.      

旋光法测量波片位相延迟量

在对波片延迟量的测量中常因光源起伏影响测量精度，出现较大的测量误差.为了避开光源强度起伏的影响，提高系统的测量精度，减小测量误差，作者用两个标准λ/4波片与待测波片组合，使其满足一定条件等效为旋光器，搭建了一套测量系统，用角度测量替代对光强的直接测量.实验表明，该系统可有效避免光源强度起伏对测量结果的影响，测量精度可达0.5°.与传统测量方法相比，该测量系统具有构造简单，不受光源起伏影响，以及测量精度高等特点，是一种便捷有效的测量方法.     

介质损耗角的数字化测量

研究了两种介质损耗角的数字化测量方法即过零点时差法和正弦波参数法，分析了影响测量准确度的因素。在研制的介质损耗角在线监测装置中，由８０９８单片机来测量过零点时差以简化电路。从测量结果中扣除电流、电压通道间的附加相位差；多次测量后，剔除异常值，将平均值作为结果给出，以提高测量准确度。对正弦波参数法，研究了基于最小二乘法和基于三角函数正交性的两种算法，仿真试验说明正弦波参数法具有较高的准确度。据此研制的绝缘参数测量仪的试验结果说明，其性能是满意的。     

菲涅耳菱体的入射角效应

利用全内反射相变方程，阐述了斜入射相位延迟原理，分析了菲涅耳菱体相位延迟随其入射角变化的规律性。结果表明：当光束非严格准直时，光的入射角对相位延迟量有明显的影响，并从理论上定量给出了单一波长的光连续入射时入射角随波长变化而变化的计算公式，作出了i-λ关系曲线，从而为延迟器件的调整和正确使用提供理论依据，满足精确测量及智能调控的需求，     

云母双折射率色散关系不一致性对波片设计的影响—波片光相位延迟色散的补偿方法

云母体材料本身性质所决定的双折射率色散关系不一致性,对于波片设计是一个棘手的问题。与传统的样品普遍鉴别测量方法不同的是,该文试图从介绍分析双折射率的精确测量方法入手,通过必要的技术处理,达到直接采用单波长的测量结果代替多波长的测量结果,最终推断出任意波长或任意样品材料对应的波片相位延迟,此方法较之传统测量方式简捷快速实用,可满足云母波片系列化生产需要。     

差频相位法测光速的数据处理分析

利用调制波测量光速的关键在于测量调制波的波长,实验中采用相位差法测调制波的波长。通过对实验数据的处理分析,可知调制波的频率对测量误差基本上没有影响,测量误差主要是来源于波长的测量误差。     

均匀传输线实验平台的研究

对传输线上波的传播特性进行了实验研究,综合电子、计算机技术设计了有关传输线信号延迟时间测量装置和高速数据采集实验装置,采用了高密度可编程逻辑器件,因而可根据实际需要进行功能扩展。     

三相电功率两表测量接线方法的研究

依据两表法测量三相电功率的原理，对三相线路中各线电压和电流之间的关系进行了分析，推导出数种等效接线方法。经对比实验证明，完全可以正确反映所测对象的实际三相功率值。进而针对煤矿井下高压开关柜布线特点，应用等效接线法简单而实用。     

电压互感器宽频误差自动测量装置及试验研究

为准确测量电压互感器的宽频误差,基于测差原理,运用锁相放大器和Lab VIEW技术,研制了一套电压互感器宽频误差测量装置,实现了互感器误差测量的自动化与智能化。介绍了宽频误差测量基本原理及装置整体设计方案,并通过工频误差校准、自校结果比对、频率特性及稳定性等试验,对该装置的性能进行了测试与验证。测试结果表明,装置在50 Hz～10k Hz范围内,其比差测量精度优于5×10~(-7),角差测量精度优于0. 2μrad,且频率响应特性十分平坦。