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摘 要：激光回馈是一种新型的波片位相延迟测量的方法。将波片放置在激光器与回馈镜之间，可使激光回馈波形产生偏振 90 度旋转（即跳变）现象，而两偏振态所占的周期比（占空比）与波片的位相延迟相关。先测得占空比即可由计算机自动给出波片位相延迟。采用正 反向两次扫描回馈镜，两次获得并测出占空比，可以很好地消除由于两偏振态损耗的波动造 成的测量误差，提高了该方法长期测量的稳定性。测量的重复性达到 0.5 度。该方法结构简 单，在线测量精度高，满足工业化生产的需要。 代写论文 http://
关键词：激光回馈；波片位相差；偏振跳变 论文代写 http://
1. 引言
波片作为位相延迟器，在与偏振光有关的光学系统中有着广泛的应用，如外差激光干涉 仪，偏振光干涉系统，偏光显微镜、椭偏仪、光隔离器、窄带光滤波器、可调光衰减器、光 盘驱动器光拾取头等等，其中波片的位相延迟误差会对系统产生影响[1]。正是由于波片在实 际光学系统中的广泛应用，波片的测量技术显得尤为重要。传统的测量方法有旋转消光法、 电光调制法、磁光调制法等，这些方法本质上都属于消光法，需要测角机构，使得整个系统 结构庞大，并且测角的精度会对测量结果产生很大的影响[2-6]。新型的测量方法包括激光频 率分裂法、激光回馈法等，激光频率分裂法精度很高，结构也很简单，但是需要对波片镀增 透膜，不适合实际生产的测量要求[7]。而激光回馈法中，待测波片在激光腔外，不需要进行 镀膜处理，而且整个系统中不需要测角机构以及高精度的检偏器，结构十分简单，因而大大 简化了测量的过程，很适合在线测量的需要。
激光回馈法是利用激光回馈中的偏振跳变现象，通过测量一个扫描周期中两个偏振态的 占空比来实现对波片的测量。由于在长期的测量过程中，很难保证激光器对于两个偏振态的 损耗完全相同，同时，波片的倾斜会造成两个偏振态的透过率不同，当两个偏振态的光强比 值发生变化时，会造成上述占空比的变化，最终导致测量结果产生误差。本文提出了一种双 向扫描测量的方法，可以从理论上完全消除这种误差源，有效地提高了该方法长期测量的准 确性。 http://
测量装置：
图 1 激光回馈波片测量仪装置图
激光回馈波片位相延迟法的测量装置如图 1 所示，反射镜 M1、M2 及增透窗片 W 构成
半外腔单纵模 He-Ne 激光器，通过控制压电陶瓷 PZT2 可以使激光器始终在中心频率附近工 作；M3 为回馈镜，反射率为 10%，由压电陶瓷 PZT1 驱动，在计算器输出的三角波信号的 驱动下做往复运动；WP 为待测波片，其快轴方向与激光器的本征偏振方向一致；D1 为光 电探测器，探测激光器的光强信号，经放大器 APM 及 A/D 转换后送入计算机处理；P 为检 偏器，与光电探测器 D2 一起探测回馈信号的偏振信息。
在测量过程中，激光器保证始终工作在中心频率处，出射的线偏振光的偏振方向与波片 的快轴方向重合，PZT1 推动回馈镜 M3 来改变外腔腔长，则我们通过探测器 D2 可以探测 到偏振跳变的波形，根据激光回馈偏振跳变的理论，当回馈腔中存在双折射元件的时候，回 馈波形会产生偏振跳变现象，如图 2 所示。
2. 偏振跳变原理及误差源分析
2.1 o, e 光等效反射率及跳变原理
关于激光回馈偏振跳变理论已有文章做过详细的论述[8]。这里对该理论进行简化性的论 述。 http://
我们把 M2 及回馈镜 M3 等效为 F-P 腔，由于回馈镜的反射率很低，所以我们只考虑
M3 的一次反射。记 M2 的反射系数为 r2 ，透射系数为 t2 ，回馈镜 M3 的反射系数为 r3 ，由 多光束干涉理论我们可以得到此 F-P 腔的等效反射系数为
其等效反射率为:
由于 r3 很小，可以忽略二阶项，于是等效反射率可简化为
R R 2 r r t 2
而等效腔镜反射率的变化，将直接影响光强信号。所以当外腔没有双折射元件的时候，随着回馈镜的移动，光强呈现为随 L 变化的余弦波形。 http:// |
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发表于 2018-8-22 22:35:22