利用补偿器测量波片相位延迟实验

利用补偿器测量波片相位延迟实验

♦ 实验介绍

本实验基于索列尔 - 巴比涅（Soleil-Barbinet）相位补偿器与电光调制技术，构建高精度波片相位延迟测量系统。通过系统研究偏振光的产生、检验与调制特性，深度融合马吕斯定律、调制偏振光理论、波片光学特性分析及相位延迟测量方法。

该实验设计兼具理论深度与实践价值，适用于光电信息科学与工程、光学工程、光电检测技术等专业的本科创新实验教学及研究生科研训练，其模块化设计也可作为光通信、光学精密测量等科研项目的核心功能部件。

调制偏振光在光学精密测量和光学信息传递中具有重要的应用价值，光学相位延迟测量系统可用于光学延迟器的相位延迟，也可以用于产生任意的光学相位延迟量。

系统实物图

♦ 知识点

偏振光理论、波片、相位补偿、电光调制、光学相位延迟、光学测量

♦ 涉及课程

物理光学、非线性光学、光电检测

♦ 实验内容

• 掌握Soleil-Barbinet相位补偿器的工作原理和使用方法；

• 掌握极值法测量波片相位延时；

• 了解晶体电光调制理论，找寻特殊参考信号；

• 掌握调制法测量波片相位延时。

♦ 实验原理

索列尔-巴比涅相位补偿器由成对的晶体楔和一块平行晶片组成。两个晶体楔的晶轴相互平行且都平行于折射棱边，可用微动螺旋使其中一个晶体楔做平行移动。平行晶片的晶轴与晶体楔晶轴垂直。当一个晶体楔平移时，在两晶体楔全接触的全部区域内，它们的总厚度在增减，形成一个厚度可变的石英片，使这个厚度和平行晶片的厚度之间产生任意的差值，从而使o光和e 光之间产生任何需要的相位延迟。详细介绍可点击后方链接了解（新品推荐 | 索列尔-巴比涅相位补偿器）。

实验中我们可以利用固定偏振方向的激光器，起偏器件、相位延迟器件、相位补偿器件、功率探测器和时间探测器件等特殊器件就可以完成波片相位延迟测量。

♦ 原理示意图

“极值法”测量波片相位延迟实验原理示意图

“调制法”测量波片相位延迟实验原理示意图

♦ 实验效果

调制法测量波片相位延迟过程中的参考信号

♦ 技术指标

• 固体激光器组件：中心波长 532nm；输出功率 ≥50mW；光束发散角 ≤1.2mrad；模式 TEM00；TEC温度控制范围 15-25℃，功率稳定性﹤±1.5%@8h；消光比 100:1；M2因子 <1.2。

• 圆形可调衰减器：光密度（OD）0.0~3.0，最小透过率T=0.1%，基底材料 K9，外形尺寸Φ54± 0.1mm，波段 400～700nm，平行度 30"，光洁度 III 级。

• 索列尔-巴比涅相位补偿器：适用波长 400~1000nm；调整相位范围 0~2π；通光口径 12mm；测微丝杆位移精度 0.001mm，测微丝杆位移行程 25mm，盘旋转范围 360°。

• 光电探测器：探测器类型Si，可测波长400-1000nm，灵敏度0.00033mV/uW；放大倍数 10-1000倍连续可调。

• 功率计组件：工作波长532nm；量程2μW、20uW、200uW、2mw、20mW、200mW六档可选，分辨率 0.01uW，数显。

• 电光调制器组件：铌酸锂晶体调制器，0-360度旋转，调制频率50-2KHz，直流偏压0-1000V。

• 偏振片：Φ25.4mm，通光孔径22mm，厚度2mm，波长范围400-700nm；视场角＞±45°，消光比500:1，含旋转镜架。

• 待测波片：石英晶体材料，λ/2@532nm，λ/4@532nm各一片，Φ25.4mm，厚度1mm。

• 横向平移组件：台面65*65mm，预留M3、M4转接孔，行程12.5mm，千分丝杆最小读数0.001mm。

• 精密光学导轨：500mm（长）×100mm（宽）可搭载常规精密支撑和调整部件。

• 掀盖式激光安全防护机箱：外形尺寸760x450x300mm，外表面白色烤漆美观处理，内表面黑色吸光漆面处理，一体式底座板牢固稳定，提供25mm间距标准M6螺孔阵列，方便安装固定内部光路系统。

♦ 系统部分组件

GCO-0301系列Soleil-Barbinet相位补偿器	GCM-09系列偏振片/波片架	GCO-07系列圆形渐变滤光片（带框）	GCL-05系列薄膜偏振片

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