[发明专利]一种复合波片相位延迟器优化设计方法

摘要

本发明公开了一种复合波片相位延迟器优化设计方法，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；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；3)获得第k个四分之一零级波片的传输琼斯矩阵；4)获得复合波片相位延迟器的等效传输琼斯矩阵；5)获取复合波片的等效特征参数；6)获得椭偏仪测量系统的系统矩阵；7)获得椭偏仪测量系统的系统矩阵条件数；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；9)调整每个四分之一零级波片的中心波长和光轴方位角，获得每次调整的最大值，然后得到所有最大值中的最小值。本发明能很好地适应椭偏仪测量系统使用需求。

主权项

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λk和光轴方位角θk，并且λk∈[A,B]，θk∈[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其中i为虚数单位，δk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，dnk(λ)为第k个四分之一零级波片在其中心波长为λk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其中，5)获取复合波片的等效特征参数，包括等效相位延迟量δe(λ)、等效光轴方位角θe和等效旋光角ρe(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(δe(λ),θe(λ),ρe(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κmax＝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。