大口徑太陽望遠(yuǎn)鏡中常用波片來進(jìn)行偏振定標(biāo)和偏振測(cè)量,為了對(duì)這類波片的延遲量和方位角進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量,提出一種基于雙光束檢偏的波片測(cè)量系統(tǒng),建立了該系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。測(cè)量系統(tǒng)中檢偏器的方位角可作為參數(shù)進(jìn)行擬合,克服了單光束測(cè)量系統(tǒng)中檢偏器方位角誤差的影響;同時(shí),根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),對(duì)待測(cè)波片的延遲量范圍進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)了對(duì)偏振定標(biāo)和偏振測(cè)量中所使用波片的精確測(cè)量。分析了測(cè)量系統(tǒng)誤差的主要來源,包括光源光強(qiáng)噪聲、電機(jī)定位誤差和探測(cè)器非線性響應(yīng),并對(duì)探測(cè)器非線性響應(yīng)進(jìn)行了校正。該方法測(cè)量1/4波片和127°波片的延遲量和方位角誤差小于0.02°,測(cè)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(gè)擬合通道殘差之間的相關(guān)性分析。

根據(jù)兩個(gè)通道測(cè)量光強(qiáng)的關(guān)系,圖10中的光強(qiáng)殘差沿短軸方向的標(biāo)準(zhǔn)差可以用來表征測(cè)量過程中系統(tǒng)總光強(qiáng)的起伏,光強(qiáng)殘差沿長(zhǎng)軸方向的標(biāo)準(zhǔn)差可以用來表征光強(qiáng)在兩個(gè)通道上的分配起伏。對(duì)比圖10(a)和圖10(b)可知,光束經(jīng)對(duì)準(zhǔn)后通過波片的旋轉(zhuǎn)中心時(shí),長(zhǎng)軸和短軸方向統(tǒng)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)差均明顯減小,沿....

圖3 測(cè)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(duì)光強(qiáng)隨機(jī)誤差敏感程度的蒙特卡羅分析結(jié)果,圖中橫坐標(biāo)為檢偏器方位角,縱坐標(biāo)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(shí),擬合參數(shù)對(duì)誤差很敏感。根據(jù)圖4中的誤差模擬結(jié)....

圖4 擬合隨機(jī)誤差與檢偏器方位角的關(guān)系。

測(cè)量過程中,用開發(fā)的LabVIEW程序進(jìn)行控制和采集,程序控制電機(jī)帶動(dòng)波片以3°為步長(zhǎng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn),每步旋轉(zhuǎn)到位后兩個(gè)通道的探測(cè)器同步采集對(duì)應(yīng)光強(qiáng),光強(qiáng)采集后電機(jī)再旋轉(zhuǎn)到下一位置,依次完成360°的旋轉(zhuǎn)和對(duì)應(yīng)光強(qiáng)的采集,完成一組測(cè)量所需要的時(shí)間小于1min。采集完成后,根據(jù)(2)式....

圖5 光源光強(qiáng)隨機(jī)噪聲的測(cè)量結(jié)果

圖5是光源穩(wěn)定后測(cè)得的光強(qiáng)隨機(jī)噪聲,圖中橫坐標(biāo)為時(shí)間,縱坐標(biāo)是對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)。光源穩(wěn)定后,一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)光強(qiáng)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差為4×10-5μW,光強(qiáng)噪聲為總光強(qiáng)的0.034%,光強(qiáng)最大起伏小于總光強(qiáng)的0.1%。測(cè)量中,采用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)為直流伺服電機(jī),電機(jī)的定位精度高于0.03°。針對(duì)本實(shí)....

本文編號(hào)：4057082