中华人民共和国国家标准
GB/T26827-2011
波片相位延迟测量装置的校准方法
Calibration method for measurement equipment of wave plate phase retardation
中国国家标准化管理委员会 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布
目 次
1范围 前言2规范性引用文件3术语和定义4测量原理5校准方法 5.1概述5.2校准装置6校准6.2比较校准法 6.1绝对校准法6.3校准结果形式附录A（资料性附录） 校准装置的说明A.1基于激光频率分裂原理的波片相位延迟基准测量装置A.2标准波片.A.3晶体石英最大双折射率△n计算用表（△n=n-n为24.8C下由分析式得到的计算值）
前言
本标准的附录A为资料性附录，本标准由中国机械工业联合会提出. 本标准由全国光学和光子学标准化技术委员会（SAC/TC103）归口.本标准主要起草单位：清华大学.本标准主要起草人：张书练、刘维新、丁铭.
波片相位延迟测量装置的校准方法
1范围
本标准规定了对波片相位延迟测量装置进行校准的术语和定义、测量原理、校准方法和校准.本标准适用于对各种原理的波片相位延迟测量装置的精度进行校准.
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款.凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准.然面，效励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本.凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准.
GB/T13962光学仪器术语
GB/T15313激光术语
3术语和定义
GB/T13962、GB/T15313中确立的以及下列术语和定义适用于本标准.
3.1波片相位延迟测量装置measurement equipment of wave plate phase retardation
采用各种原理对波片的相位延迟进行在线或非在线测量的光学系统.
3.2
波片相位延迟基准测量装置benchmark measurement equipment of wave plate phase retardation
采用激光频率分裂原理对波片相位延迟进行测量的装置，用来标定波片的相位延迟，其测量结果是可以溯源到激光波长的基准值.波片相位延迟基准测量装置的详细说明参见A.1.
波片相位延迟标准测量装置standard measurement equipment of wave plate phase retardation
由波片相位延迟基准测量装置校准过的波片相位延迟测量装置，其对波片相位延迟的测量结果可以用来校准其他的波片相位延迟测量装置.
3.4
标准波片standard waveplate
由波片相位延迟基准测量装置测定的波片.标准波片的详细说明参见A.2.
3. 5
激光频率分裂laser frequency splitting
单模驻波氮氛激光器中，由于谐振腔内双折射的存在，一个激光纵模分裂成颜率不同的两个模式同时振荡的现象.
3.6
模式跳变mode jumping
当激光器两振荡模式之间存在较强的模式竞争，调节激光器的谐振腔长时，振荡的模式转为熄灭，熄灭的模式转为振荡的变化.
3.7
频差调谐frequeney difference tuning
调节激光器谐振腔长，激光器频率分裂产生的两正交偏振模式之间的频率差出现的周期性变化.
4测量原理
根据激光原理，驻波激光器的纵模频率v按式（1)计算：
式中：
-谐振腔内光路上平均折射率； 真空中光速，单位为毫米每秒（mm/s)；I谐振腔长，单位为毫米（mm）；纵模级数，为数值很大的正整数.而相邻级纵模v的频差即纵模间隔按式（2）计算：
如图1所示，当在谐振腔内放人双折射元件时，激光器会形成长度不相等的两个物理腔长nL，对应的振荡纵模将发生分裂，原来每一个纵模变成偏振方向相互正交、频率不相等的两个纵模（频率）.同 时，两个分裂模的偏振方向和双折射元件的两个本征方向一致.如图2所示，一个纵模分裂成的两个模v和称为同级分裂模，其频差为△v：而v-和为相邻两个纵模都分裂后的两个相邻的分裂模，称为相邻级分裂模，其频差为△v，并且相邻级分裂模的偏振态相互垂直，在图2中用实线和虚线表示，G为激光增益曲线.
图1激光谐振腔内放入双折射元件产生频率分裂示意图
图2双折射元件引起的激光频率分裂和调谐激光腔长测量分裂频差大小
设故人腔内的双折射元件引起o光和e光的光程差为，则分裂模的规差△v按式（3）计算：
式中：
-激光频率，单位为赫兹（Hx）.
若放入腔内的双折射元件是波片，则将式（3）与激光纵模间隔式（2）相比，并根据波长類率关系=v而波片的相位延迟与光程差满足Φ=2π3/A（A为波片工作波长），则得到波片的相位延迟表示为弧度值或角度值按式（4）计算：
