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激光干涉测量中, 双折射问题及解决方法
日期：2024-09-09 01:12
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摘要：
双折射（birefringence）, 是指一束入射光透射过光学材料后，产生两束折射光线的现象。双折射的成因是，晶体介质的折射率是各向异性的，与偏振方向相关。一束入射光在各向异性的晶体中，会分解成两束偏振方向互相垂直、折射角不同的光波。
标准激光干涉仪，一般使用圆偏振光测试，所以在测量各向异性晶体的透射波前时，会出现明显的双折射效果，产生寄生干涉条纹，使移相测量失败。（如下图）
圆偏折下双折射样品的透过波前条纹
如何解决“双折射”对干涉测量的影响？
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双折射（birefringence）, 是指一束入射光透射过光学材料后，产生两束折射光线的现象。双折射的成因是，晶体介质的折射率是各向异性的，与偏振方向相关。一束入射光在各向异性的晶体中，会分解成两束偏振方向互相垂直、折射角不同的光波。
标准激光干涉仪，一般使用圆偏振光测试，所以在测量各向异性晶体的透射波前时，会出现明显的双折射效果，产生寄生干涉条纹，使移相测量失败。（如下图）
圆偏折下双折射样品的透过波前条纹
如何解决“双折射”对干涉测量的影响？
· *上乘的解决方案，是在激光干涉仪上加装偏振态切换装置（Switchable Polarization Kit), 将测试激光切换为线偏振，再将各向异性样品的O光方向与测试光偏振方向保持一致，就可以消除双折射影响了。
这一方式在干涉腔外改变测试光偏振态，对干涉腔和计量结果影响*小。但需要在在采购干涉仪之初，就做好计划加装相关装置。
· 其次可以在干涉腔内加装起偏器，或者1/4波片。但这些方式都会引入波片或起偏器的透射误差；并且起偏器对条纹对比度还有比较大的影响。
