橢偏儀與偏振相位（七）- 波片相位延遲量測量誤差分析

正文

橢偏儀(yi) 與(yu) 偏振相位（七）- 波片相位延遲量測量誤差分析

影響波片相位延遲量測量準確度的因素主要有：標準1／4波片的偏差及待測波片快軸與(yu) 入射麵夾角θ的誤差等，下麵從(cong) 公式(4)出發，討論兩(liang) 者誤差對波片測量延遲量的影響：

（一）當標準1／4波片和待測1／4波片的相位延遲量都是理想的90°時，得到δ與(yu) θ的關(guan) 係如圖1所示，θ的變化範圍是-4°至＋4°。可見，當標準1／4波片和待測1／4波片在理想情況下，待測1／4波片的方位角θ不影響其相位延遲量測量。

圖1當標準1／4波片理想時待測波片δ與(yu) 其方位的角θ的關(guan) 係

(二）實際上，由於(yu) 波片受溫度，及製作工藝的影響，其相位延遲量不可能是理想的90°。若待測1／4波片的相位延遲量為(wei) 88.8°，標準1／4波片相位延遲量在87°至93°內(nei) 變化時，待測1／4波片相位延遲量與(yu) 其方位角θ的關(guan) 係如圖2所示，經過數值計算，標準片相位延遲量在90°至93°變化時和87°至90°變化時是完全類似的，圖2中僅(jin) 給出標準片在87°至90°的變化情況，其中“*”號為(wei) 實測的實驗數據。

圖2 標準1／4波片有偏差時待測波片δ與(yu) 其方位角θ關(guan) 係

分析圖2曲線可知：

(1) 標準波片相位延遲量從(cong) 87°到90°時，該曲線逐步向理想情況下的曲線靠近，當標準波片相位延遲量為(wei) 87°時，理論曲線與(yu) 實驗測量數據吻合很好。若θ精度為(wei) 0．1°，這時δ的zui大偏差為(wei) 0．00006°，相對偏差為(wei) 0．000068％；

(2) 若標準波片相位延遲量為(wei) 90°時，待測波片安放方位角θ對測量波片相位延遲量影響很小；

(3) 若角度θ=0°，即待測波片沒有安放方位角誤差時，理論值與(yu) 實驗值完全重合。實驗中隻要能保證θ=0°，測量波片相位延遲量與(yu) 標準波片實際相位延遲量無關(guan) 。所以，利用消光式橢偏儀(yi) 測量波片相位延遲量的準確度主要與(yu) 標準波片相位延遲量的準確度及待測波片的方位角誤差有關(guan) ，測量波片相位延遲量的重複性精度由橢偏儀(yi) 決(jue) 定。

(三）同樣，對待測波片相位延遲量為(wei) 180°或其他角度時也得到類似的結論。圖3中data1為(wei) 標準1／4波片和待測1／2波片均為(wei) 理想情況下的δ和θ的關(guan) 係。data2為(wei) 標準1／4波片和待測1／2波片均為(wei) 非理想情況下的δ和θ的關(guan) 係，由圖3可知，非標準情況下理論曲線和實驗曲線吻合得比較好，圖中“*”為(wei) 實驗測量點。

圖3 待測二分之一波片δ與(yu) θ的關(guan) 係

(四)光線非垂直入射波片時，也會(hui) 引進附加的相位延遲量測量偏差。這可通過仔細調整待測波片的狀態使光線盡量垂直入射。另外，消光式橢偏儀(yi) 的係統誤差及隨機誤差也會(hui) 影響相位延遲量的測量精確度。

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