无源零差偏振激光干涉仪误差深入探讨与优化策略

无源零差偏振激光干涉仪的误差研究着重探讨了在纳米测量领域中的重要性。该论文由杨军、吴冰和刘志海、苑立波共同完成，他们在哈尔滨工程大学理学院光子科学与技术研究中心进行研究。研究基于偏振光的琼斯矩阵理论，深入剖析了这种干涉仪测量误差产生的原因和机制。 首先，论文指出，测量误差的主要根源在于光学元件性能的不理想和调整的不精确，这会导致光束偏振状态的退化，特别是波片的差模延迟角误差对精度影响显著。传统的外差式激光干涉仪虽然有响应快、范围广和抗干扰性强的优点，但受到光源、器件调整误差、加工误差及环境因素的影响，可能导致非线性误差，有时高达10纳米。 相比之下，无源零差激光干涉仪通过偏振移相技术，提供了四个相互正交的干涉信号输出，这使得误差主要表现为较小的偏置误差。这些特性使得它在纳米测量中具有优势，能够更好地抑制误差。 然而，论文强调，尽管零差干涉技术在减少非线性误差方面有所改进，元件性能不佳和调整不当仍是提高测量精度的关键挑战。因此，深入研究干涉误差的来源及其影响，开发抑制或消除纳米量级误差的方法，对于提升激光干涉仪在纳米技术中的应用具有重大意义。 论文特别指出，当前对纳米精度干涉仪误差的研究主要集中在双频激光外差干涉仪的非线性误差上，而对采用偏振移相技术的无源零差干涉仪，尤其是四路接收装置的误差分析相对较少。作者通过琼斯理论，填补了这一空白，对无源零差偏振干涉仪的光学元件调整误差和性能误差进行了详细探讨。 这篇论文不仅深化了我们对无源零差偏振激光干涉仪误差的理解，还为光学元件的选择、光路调整以及误差补偿提供了理论依据，对于提高纳米测量的精度具有实际应用价值。