为了节省冰洲石晶体材料、并实现偏光棱镜光路的直角分束, 采用冰洲石晶体与氟化钡晶体二元复合的方案, 设计了一种冰洲石-氟化钡紫外直角分束偏光镜。以波长为265.6nm的紫外光为例给出了设计实例。从理论上分析了入射光经过该偏光棱镜后, e光、o光的分束角和光强分束比随入射角及入射光波长的关系, 并通过计算软件作出关系曲线图。结果表明, 该偏光棱镜分束角与直角偏差小, e光、o光的光强分束比约为1∶1; 在240nm~400nm的波段范围内, 垂直入射对应的直角分束偏差小于1.0°, 光强分束比与1的偏差在0.02以内, 具有较宽的光谱适用范围。该研究对直角分束棱镜的设计、制作以及实际使用提供了有价值的参考。

为了消除不同角度入射格兰-泰勒棱镜时透射光谱曲线波动干扰产生的影响, 提高消光比测量系统的测量精度, 以偏光棱镜作为检偏器, 采用二次曲线拟合的方法, 对透射曲线的极值点实现了精确判定。并采用二次光强测量方法, 对棱镜入射端、出射端、胶合层反射及透射情况进行了理论分析,然后用不同角度入射时棱镜透射谱线的变化规律来解释其干扰发生的程度。结果表明, 该方法消除了波动干扰影响, 提高了测量棱镜消光比的精度。这一结果解决了空气隙型偏光棱镜消光比测量精度问题,同时对偏光棱镜的正确使用提供了参考建议。

为解决偏振棱镜消光比参量传统检测方法中, 由于光线的非垂直入射和消光位置定位误差等因素的影响, 导致不能精确测量的问题, 以格兰-泰勒棱镜为例, 通过对偏振光进行磁光调制以精确确定待测棱镜消光位置, 并在消光位置附近多次小角度转动待测棱镜, 以减小光线的非垂直入射对出射光强产生的非线性微扰.仿真和实验验证表明, 该方法可以准确地得到消光光强与平行光强, 得出消光比参量,满足测量准确度要求.

提出了一种采用磁光调制与光源调制技术高精度测量偏振棱镜消光比参数的方法并建立了相应的消光比测量系统。首先, 根据偏振光的琼斯矩阵描述方式推导了系统的测量模型; 采用磁光调制方式, 实现了待测偏振棱镜晶体光轴与起偏器晶体光轴夹角的高精度定位。然后, 采用光学斩波器对光源进行方波调制, 消除了各种噪声对系统测量精度的影响, 使得系统在待测偏振棱镜实现光轴精确定位后能够准确测量光强值。最后, 对待测偏振棱镜进行了多次测量并求取平均值。实验结果显示, 对偏振棱镜消光比参数的测量精度为10-6 , 验证了提出方法的有效性和稳定性。该系统精度高、稳定性好、容易实现工程化, 对偏振器件的性能检验和实际应用具有指导意义。

为了克服现有平行分束偏光镜剪切差较小且不可调谐的缺点，拓宽平行分束偏光镜的应用范围，采用冰洲石晶体和两块间距可调的三角形玻璃棱镜，制作出造价相对低廉、剪切差大范围内可调谐、且具有优越的分束比和透射比的复合式剪切差可调谐平行分束偏光镜。从理论上分析了该复合式棱镜的剪切差可调谐范围、e光和o光的分束比及未镀增透膜的情况下总的透射比随复合式棱镜中玻璃棱镜的结构角及两块玻璃棱镜的间距等结构参数的变化，并给出了仿真计算结果。依据该结果设计了实验样品，剪切差在1.4~50.2 mm范围内可调谐，e光和o光的光强分束比优于1.1，且在未镀增透膜的情况下总的透射比大于80%。

为了分析Glan-Thompson棱镜两部分光轴不平行对棱镜性能的影响， 利用冰洲石晶体的双折射特性，得到了两类晶体光轴不平行时Glan-Thompson棱镜出射光束偏离角、消光比和透射比的理论计算公式。结果表明，晶体光轴的不平行不会对棱镜的消光比造成影响；而晶体光轴的横向不平行会对出射光束透射比产生一定影响；晶体光轴的纵向不平行会对出射光束的偏离角产生影响。对于高精度的Glan-Thompson棱镜，由晶体光轴产生的对棱镜透射比和出射光束偏离角的影响是必须要避免的。

为了节省稀有昂贵的冰洲石晶体材料, 采用冰洲石晶体与光学玻璃组合的方法, 设计了一种新型起偏棱镜。设计样品为ZBaF3玻璃中间加冰洲石晶体薄片的三元结构, 并通过大折射率液态胶合剂溴代萘胶合而成。该棱镜既可以实现o光的偏振输出, 又可实现入射光的90°转向。实验测试结果表明: 设计棱镜的透射比在80％以上, 消光比优于10-3。理论分析和性能测试均表明: 三元结构冰洲石-玻璃90°转向起偏棱镜在一般情况下, 可以取代相应的纯冰洲石晶体材料的偏光棱镜。

为了研究洛匈棱镜对单模高斯光束的影响,采用分析棱镜胶合剂介质层中的光的干涉效应的方法,对洛匈棱镜对单模高斯光束的影响进行了详细的理论分析。结果表明,对于给定的入射单模高斯光束,若光在胶合层界面上的入射角、胶合层的厚度和胶合剂的折射率,三者确定其二,棱镜对透射光束光强分布的影响将随另一参量的变化作周期性振荡,且透射高斯光束的形状也随之改变。比较而言,棱镜对透射o光的影响要小于e光,但从总体上看,棱镜无论对o光还是对e光的影响均小于1％。

为了设计一种单元结构的反射型等分束角偏光棱镜，根据各向异性晶体中光的全反射理论及实际使用要求，从理论上对这种单元反射型棱镜的结构进行了分析，找到了一个使棱镜实现等角分束的结构角，并以此结构角为基础，分析得到了棱镜的分束角不对称度随光波入射角及入射波长的变化关系。结果表明，利用此理论结果设计的反元结构反射型偏光镜，其分束角不对称度随入射角和入射波长的变化不大，满足使用要求。

线偏振光正入射的情况下,格兰-汤普森棱镜的透射光强随入射光方位角的变化出现周期性增强的扰动,影响了透射偏振光的质量。为了尽可能的减小扰动带来的不利影响,以保证棱镜使用过程中透射偏振光的质量,通过对不同温度下扰动因子的变化分析得到了:透射光强对入射角敏感的依赖关系。实验中,格兰-汤普森棱镜的振动引起入射角在棱镜的结构角大小附近作微小变化,从而导致了透射光强的扰动,选取合适的结构角可以减小扰动。对于特定波长的入射光而言,应在允许范围内尽量减小胶合层厚度;当温度在一定范围内变化时,选取结构角为平均值温度所对应的极大值点也可以减小扰动所造成的影响。