橢偏儀與偏振相位（三）-補償法的原理及誤差分析

正文

橢偏儀(yi) 與(yu) 偏振相位（三）-補償(chang) 法的原理及誤差分析

補償(chang) 法

1.測量原理

補償(chang) 法是利用位相補償(chang) 器件將由待測元件產(chan) 生的位相延遲補償(chang) 為(wei) 0(或2π)，從(cong) 而測量波片位相延遲。通常有λ／4波片補償(chang) 法(Senamont法和Tardy法)和Soleil補償(chang) 器法。λ／4波片補償(chang) 法由於(yu) 需要已知某波長處精確的λ／4波片，而且測不同波長的位相延遲需要不同波長的λ／4波片，所以此方法在高精度測量中並不可取，這裏不再贅述。而Soleil補償(chang) 器的位相延遲連續可調，適用於(yu) 不同波長延遲的測量，下麵討論這種方法。測試係統由起偏器、檢偏器、待測元件和Soleil補償(chang) 器構成。通常起偏器和檢偏器正交放置，Soleil補償(chang) 器的光軸與(yu) 待測元件的光軸垂直且與(yu) 起偏器的夾角為(wei) 45°。若以表示Soleil補償(chang) 器的延遲，則係統的透過光強可表示為(wei) ：

上式可見，當時，係統透過光強zui小。因此測量時具體(ti) 操作是，調整Soleil補償(chang) 器使係統消光，記錄此時Soleil的光楔位置讀數為(wei) t；然後將待測元件移出光路，對Soleil進行自定標，即將分別調整到0和2π，將對應光楔位置讀數分別記作及，則待測波片的延遲值為(wei) ：

Soleil補償(chang) 器法僅(jin) 需測量相對的光強，對光路及探測儀(yi) 器有一定的寬容性。在尋找消光位置時采用“等偏離法”以進～步提高測量精度。

2.誤差分析

Soleil補償(chang) 器法的誤差分析的推導較為(wei) 複雜，故這裏僅(jin) 給出結論，見下表1。其中表示Soleil補償(chang) 器光軸與(yu) 起偏器透光軸的夾角。

消光比	帶寬	θ		Ω*	Soleil**
忽略	忽略	忽略	忽略	0.017°	0.18%

                                            表1 Soleil補償(chang) 器法的各項誤差

*表示此項誤差與(yu) 待測元件延遲有關(guan) ，當=90°時，影響zui大，Δ=0.017°；當=180°時，則影響可以忽略。

**表示此項誤差係對1個(ge) 波長而言。

綜合考慮上述各項誤差，不難發現測量誤差zui大者也僅(jin) 僅(jin) 為(wei) 0.18%，但從(cong) 之前的測量數據看，實測差異遠遠大於(yu) 上述分析結果。上述分析證明，Soleil補償(chang) 器法測量誤差主要來自Soleil補償(chang) 器自身精度。對於(yu) 本測試係統而言，測量誤差＜0.18%。

 

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