[发明专利]一种复合波片相位延迟器优化设计方法

权利要求书

1.一种复合波片相位延迟器优化设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)由n个四分之一零级波片共同构成复合波片相位延迟器，确定每个四分之一零级波片的材料及其相应的光学特性，并选择复合波片相位延迟器的适用波段范围Γ，其中n>1；

2)确定每个四分之一零级波片的中心波长及光轴方位角的变动范围：每个四分之一零级波片的中心波长的变动范围均为[A,B]，光轴方位角的变动范围均为[C,D]，其中A<B,C<D，A、B、C和D均为设定的常数；

3)设定第k个四分之一零级波片的中心波长λ_k和光轴方位角θ_k，并且λ_k∈[A,B]，θ_k∈[C,D]，其中k＝1,2,…,n；

然后获得第k个四分之一零级波片的传输琼斯矩阵M(δk,θk)=cosθk-sinθksinθkcosθkeiδk/200eiδk/2cosθksinθk-sinθkcosθk;]]>其中i为虚数单位，δ_k为第k个四分之一零级波片的相位延迟量，并且此处λ为自变量，dn_k(λ)为第k个四分之一零级波片在其中心波长为λ_k时材料的双折射率；

4)获得复合波片相位延迟器的等效传输琼斯矩阵U=u11u12u21u22,]]>其中，u11u12u21u22=M(δn,θn)...M(δ2,θ2)M(δ1,θ1);]]>

5)获取复合波片的等效特征参数，包括等效相位延迟量δ_e(λ)、等效光轴方位角θ_e和等效旋光角ρ_e(λ)，过程如下：

δe(λ)=2tan-1[Im2(u11)+Im2(u12)Re2(u11)+Re2(u12)]]]>

θe(λ)=12tan-1[Re(u11)Im(u12)+Im(u11)Re(u12)Re(u11)Im(u11)-Re(u12)Im(u12)]]]>

ρe(λ)=tan-1[Re(u12)Re(u11)];]]>

6)获得椭偏仪测量系统的系统矩阵D(λ)＝D(δ_e(λ),θ_e(λ),ρ_e(λ))；

7)选择范数类型p，获得椭偏仪测量系统的系统矩阵条件数κ(λ)＝||D(λ)||_p·||(λ)⁺||_p；

8)获得椭偏仪测量系统矩阵条件数在波段范围Γ内的最大值κ_max＝max(κ(λ))；

9)在步骤2)确定的变动范围内分别调整每个四分之一零级波片的中心波长和光轴方位角，并且设定每个四分之一零级波片的中心波长的调整步长均为Δλ，每个四分之一零级波片的光轴方位角的调整步长均为Δθ；重复步骤3)～8)，以使每个四分之一零级波片中心波长按照调整步长Δλ进行调整后遍历集合[A,B]中的值，以及使光轴方位角按照调整步长Δθ进行调整后遍历集合[C,D]中的值，其中和均为整数；每次调整分别获得一个椭偏仪测量系统矩阵条件数在波段范围Γ内的最大值；

10)获取步骤8)及步骤9)中所有的最大值，并且选取这些最大值中的最小值，此最小值所对应的每个四分之一零级波片的中心波长和光轴方位角的值即为优化结果。