波片延遲量在0°～360°的高精度測(cè)量方法研究

萬凡，鐘悅，屈中權(quán)，徐稚，張輝，彭洋

（1 中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)，昆明 650216）（2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

0 引言

波片是偏振光學(xué)技術(shù)中十分重要的偏振光學(xué)元器件，它可以改變?nèi)肷淦窆獾钠駹顟B(tài)，被廣泛的應(yīng)用于光彈力學(xué)、現(xiàn)代光通訊技術(shù)、醫(yī)療診斷和光學(xué)精密測(cè)量中［1］。在太陽物理研究領(lǐng)域中，太陽各種劇烈大氣活動(dòng)現(xiàn)象如日珥爆發(fā)、耀斑和日冕物質(zhì)拋射（Coronal Mass Ejection， CME）與太陽磁場(chǎng)密切相關(guān)［2］，而國(guó)際上主流的太陽磁場(chǎng)觀測(cè)手段是基于Zeeman 效應(yīng)對(duì)太陽磁敏線的偏振態(tài)及其強(qiáng)度進(jìn)行觀測(cè)［3］。太陽望遠(yuǎn)鏡在對(duì)太陽大氣活動(dòng)進(jìn)行高精度偏振觀測(cè)時(shí)，核心設(shè)備是偏振分析器與偏振定標(biāo)單元。偏振分析器對(duì)太陽磁敏線的偏振信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，偏振定標(biāo)單元對(duì)太陽望遠(yuǎn)鏡自身的偏振誤差進(jìn)行定標(biāo)，二者均使用了波片這種偏振相位延遲器［4］。隨著太陽物理研究領(lǐng)域的日益深入，太陽物理學(xué)家對(duì)太陽磁場(chǎng)的偏振測(cè)量精度要求達(dá)到10?4量級(jí)乃至更高，如美國(guó)于2019年建成的全球最大太陽光學(xué)望遠(yuǎn)鏡（Daniel K， Inouye Solar Telescope， DKIST）其偏振測(cè)量精度為5×10?4Ic［5］，德國(guó)2012年建成的太陽望遠(yuǎn)鏡（GREGOR Solar Telescope， GREGOR）其偏振測(cè)量精度為10?4Ic［6］，國(guó)內(nèi)云南天文臺(tái)即將投入觀測(cè)的光纖陣列太陽光學(xué)望遠(yuǎn)鏡（Fiber Array Solar Optical Telescope， FASOT）其偏振測(cè)量精度要求達(dá)到8×10?4Ic［7］。為了實(shí)現(xiàn)如此高的偏振測(cè)量精度，在太陽光學(xué)望遠(yuǎn)鏡各子系統(tǒng)的偏振誤差分配中，盡量降低由偏振分析器與偏振定標(biāo)單元帶來的偏振誤差。由于波片制造工藝等因素的限制，波片真實(shí)的相位延遲量δ與理想值之間存在少許偏差。……