为保证星载成像光谱仪测量结果的准确性，设计了双巴比涅退偏器。首先利用电磁波理论及光波传输理论分析了双巴比涅退偏器的工作原理，接着根据偏振光在双折射晶体中的传播公式设计出适当的该退偏器的楔角，最后搭建一套偏振测试装置，对研制完成的双巴比涅退偏器的退偏性能进行测试。测试结果表明：该双巴比涅退偏器在-15～15 ℃入射角范围内具有较好的退偏性能。退偏器楔角选择6°时，能在不影响成像质量的前提下较好地对探测波段退偏，且退偏度不受方位角及频率的影响，退偏度优于99%。该退偏器具有退偏度高、透射比高、性能稳定、体积小等优点。由于测量系统误差，测量不确定度为0.00290。

为实现单色线偏振光的退偏, 设计了一种双折射晶体材料四元结构空间伪退偏器。为了分析简便, 采用光波叠加的思想, 分析得到退偏器正反向应用时退偏度表达式, 揭示了它们的不同特性: 正向应用时, 退偏度随入射线偏振光方位角及入射角具有周期变化, 而在某些特定的入射角情况下, 可使退偏度达到理想值且没有偏振相关性。反向应用时, 退偏度理论值为100%, 且不随方位角和入射角变化。制作了石英晶体的样品进行实验测试, 结果充分验证了理论分析的正确性。对405nm激光光源, 正向在yoz面内以3.7°入射时, 退偏度超过99.25%; 反向应用时, 退偏度均在99.21%以上, 与理论分析相符。

偏振拉曼光谱是拉曼光谱中的一种, 所有的激发光源和收集的散射光都有确定的偏振方向, 不同方向的偏振光检测到样品的特点不同。 因此, 偏振拉曼光谱在表征样品时, 一定要注意偏振方向的选取, 以保证样品检测的准确性。 文中主要以四氯化碳(CCl4)分子为主要研究对象, 通过对其退偏度的计算, 推测CCl4的振动方式。 所计算的理论值, 与实验值相差不大, 证明了实验的准确性, 同时也说明了偏振拉曼光谱的方向性。

设计了一种晶体光轴呈扇形分布的双折射型退偏器，并利用光波叠加的思想，研究了它对单色线偏振光的退偏性能，得到其退偏度的数学表达式。理论分析表明，在退偏器的楔角取值适当大的前提下，退偏度将随入射光振动方位角和光程差做周期变化：方位角为（N /2）π（N为整数）时，退偏度可达100%，不受光程差影响；方位角为（2N+1）π/4 时，退偏度最差；而改善退偏度，可以采用调整入射角的方法。实验测试结果与理论分析吻合较好，调整入射角为4°后，各方位角的退偏度均超过98.84%。因此，该设计具有可行性，而形式简便、意义清晰的分析方法可为该类型退偏器性能的分析提供新的参考。

为了研究Lyot改进型退偏器对单色光的退偏性能，采用多光束叠加的方法，得到该退偏器的退偏度关于入射线偏振光振动方位角和总延迟量的表达式。分析表明，在退偏器的楔角达到一定值的前提下，总延迟量δ=（N+ 1/2）π（N为整数）时，所有方位角入射的线偏振光都有理想的退偏效果；δ=Nπ时，方位角对退偏度的影响最大；δ为其他值时，方位角对退偏度的影响介于以上二者之间。采用405 nm的激光光源，经过扩束准直，对楔角为6°的石英晶体Lyot改进型退偏器的退偏度进行了实验测试，结果验证了理论分析；通过调节入射角使总延迟量δ接近（N+ 1/2）π，此时退偏度超过98.8%。