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激光干涉测量中, 双折射问题及解决方法

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。


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