大口徑太陽望遠鏡中常用波片來進行偏振定標和偏振測量,為了對這類波片的延遲量和方位角進行準確測量,提出一種基于雙光束檢偏的波片測量系統(tǒng),建立了該系統(tǒng)對應(yīng)的數(shù)學模型。測量系統(tǒng)中檢偏器的方位角可作為參數(shù)進行擬合,克服了單光束測量系統(tǒng)中檢偏器方位角誤差的影響;同時,根據(jù)測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),對待測波片的延遲量范圍進行分析,實現(xiàn)了對偏振定標和偏振測量中所使用波片的精確測量。分析了測量系統(tǒng)誤差的主要來源,包括光源光強噪聲、電機定位誤差和探測器非線性響應(yīng),并對探測器非線性響應(yīng)進行了校正。該方法測量1/4波片和127°波片的延遲量和方位角誤差小于0.02°,測量27°～145°和215°～333°范圍波片樣品的延遲量和方位角誤差小于0.05°。

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【部分圖文】：

圖10 兩個擬合通道殘差之間的相關(guān)性分析。

根據(jù)兩個通道測量光強的關(guān)系,圖10中的光強殘差沿短軸方向的標準差可以用來表征測量過程中系統(tǒng)總光強的起伏,光強殘差沿長軸方向的標準差可以用來表征光強在兩個通道上的分配起伏。對比圖10(a)和圖10(b)可知,光束經(jīng)對準后通過波片的旋轉(zhuǎn)中心時,長軸和短軸方向統(tǒng)計的標準差均明顯減小,沿....

圖3 測量系統(tǒng)雅克比矩陣的條件數(shù)(cond J)

圖4給出90°波片和127°波片擬合參數(shù)誤差對光強隨機誤差敏感程度的蒙特卡羅分析結(jié)果,圖中橫坐標為檢偏器方位角,縱坐標為各角度誤差的模擬結(jié)果。該結(jié)果與圖3中雅克比矩陣條件數(shù)的分析結(jié)果一致,即檢偏器的方位角在0°和90°的整數(shù)倍附近時,擬合參數(shù)對誤差很敏感。根據(jù)圖4中的誤差模擬結(jié)....

圖4 擬合隨機誤差與檢偏器方位角的關(guān)系。

測量過程中,用開發(fā)的LabVIEW程序進行控制和采集,程序控制電機帶動波片以3°為步長進行旋轉(zhuǎn),每步旋轉(zhuǎn)到位后兩個通道的探測器同步采集對應(yīng)光強,光強采集后電機再旋轉(zhuǎn)到下一位置,依次完成360°的旋轉(zhuǎn)和對應(yīng)光強的采集,完成一組測量所需要的時間小于1min。采集完成后,根據(jù)(2)式....

圖5 光源光強隨機噪聲的測量結(jié)果

圖5是光源穩(wěn)定后測得的光強隨機噪聲,圖中橫坐標為時間,縱坐標是對應(yīng)的光強。光源穩(wěn)定后,一個測量周期內(nèi)光強噪聲的標準差為4×10-5μW,光強噪聲為總光強的0.034%,光強最大起伏小于總光強的0.1%。測量中,采用的旋轉(zhuǎn)電機為直流伺服電機,電機的定位精度高于0.03°。針對本實....

本文編號：4057082