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应力是光学元件的一个重要参数,会对光学元件的光学性质,如折射率、均匀性和面形产生影响。在高功率激光装置中,光学元件是核心器件,其应力双折射会影响到激光器的输出性能和光束质量,在设计和优化过程中必须考虑应力因素。因此,光学元件应力测量研究是一项非常有意义的工作。 本论文的主要工作是首先分析应力的危害及其产生的原因,然后调研测量应力的方法,重点阐述光弹法测应力的原理,由应力一光学定律可知,光弹法是将求解主应力差的力学问题转化为求解相位延迟量或光程差的光学问题。对补偿法测量技术进行详细地理论推导,最后提出一种新的测量方法。本论文主要工作内容和创新点为: 1、本文的主要工作有:分析光学元件产生应力的原因和危害,着重介绍光弹法测应力的原理和优点,分析了等倾线和等差线形成的原因和区别。由Mueller矩阵出发,推导出补偿法原理的通用公式,根据此通用公式分析了两步移相法,三步移相法以及任意波片补偿法。全面分析了当补偿器为四分之一波片时,补偿法测量的原理,给出了涵盖该方法的光强真值表,概括了四分之一波片补偿法核心思想。 2、本文的主要创新点为:提出了相对角度法测量应力,它克服了传统测量方法中对光强极值位置的找寻,即降低了测量难度,又提高了测量精度。首先对此方法进行了理论推导,得出测量公式。然后在实验室搭建实验光路,实际测量了一个零级四分之一波片的相位延迟量,测量结果的平均值和标准差分别为90.072°和0.42°,很好的验证了此测量方法的有效性。最后对该测量方法进行了误差分析,结果表明此测量方法的误差源少且便于控制误差,具有很高测量精度。