基于偏光干涉理论, 提出一种宽光谱范围内测量波片相位延迟量和厚度的方法。利用矩阵光学方法分析了光谱透射率曲线与中值透射率直线交点波长之间的关系, 给出待测波片的相位延迟量、波片厚度等多个物理量的计算公式并进行了误差分析。误差分析表明本方法相位延迟量测量最大误差为3.38°, 厚度测量最大误差为0.66μm。实验上利用分光光度计验证了本方法的有效性。本方法能够实现波片多物理量的同时测量, 且调节过程对于起偏器、检偏器透光轴方向及待测波片快轴方向无严苛要求, 测量过程对波片也无损伤和污染, 在波片加工、使用前质量评估等方面都具有一定的应用价值。

为了克服常规偏光干涉系统中核心器件萨瓦板(Savart)偏光镜制作工艺复杂、装调难度高的缺点, 解决由于Savart偏光镜装调、加工误差造成的偏光干涉系统条纹混叠和调制度下降的问题, 采用了一种基于单平行分束器(SPBS)的偏光干涉系统的方法, 分析了系统的结构原理, 采用矩阵传递函数推导了经偏光干涉系统出射光的琼斯矩阵及相干叠加强度, 得出了和基于Savart偏光镜的干涉系统类似的干涉结果, 分析了系统光程差与入射角及入射面的变化关系, 并通过实验验证了理论分析的正确性。结果表明, 由于SPBS结构简单, 不需要多个单元组合, 所以不存在装调误差, 并且大幅度降低了加工误差。

保偏微纳光纤在光通信、传感检测、非线性光学和量子光学等领域有着广阔的应用前景,在应用中保持其温度稳定性是一个关键问题。通过仿真分析与实验探究了保偏微纳光纤双折射的温度特性。通过偏光干涉法测得干涉谱随着温度增加发生蓝移,精确地获得温度与光纤双折射的变化关系。实验结果证明,温度对保偏微纳光纤的影响远小于对普通保偏光纤的影响,该现象与理论分析的结果相吻合。

基于Wollaston棱镜角剪切和Savart偏光镜横向剪切组合的可调光程的差分偏振干涉成像光谱系统，不仅可同时获取目标正交偏振分量的干涉图和二维空间图，而且可以通过调整Savart偏光镜的厚度，得到不同光程差下正交偏振分量的干涉图像。该系统的显著特点是正交图像的同时获取和光程的实时改变。描述了可调光程的差分偏振干涉成像光谱系统结构、理论原理，推导出了干涉强度表达式。详细分析了可调光程的Savart偏光镜(MSP)和可调光程的宽视场型Savart偏光镜(MWSP)的光程差及横向剪切量的变化范围。通过两种偏光镜之间的对比可得光程差差别甚微但MWSP剪切量较大，且变化量比MSP高50%。这为以后选择Savart偏光镜类型提供了重要依据。

提出一种基于双折射晶体劈的偏振态实时测量方法, 并将该方法用于扭曲向列型液晶透射光的偏振态分析, 实现了液晶分子平均指向矢的动态测量.利用基于晶体劈的偏光干涉法将待测光的偏振参量编码为两组干涉条纹, 通过对干涉条纹定位实现偏振态的实时测量; 再根据液晶指向矢的倾角、扭转角与透射光偏振态之间的关系, 推算出液晶分子平均指向矢的动态信息.本实验测量液晶指向矢的速度为每秒5次, 液晶平均指向矢的倾角、扭转角的测量准确度达到0.2°.本文研究为液晶分子平均指向矢的动态测量提供了一种有效途径.

通过测量外加电压下电光晶体的相位延迟来获取半波电压.基于双折射晶体劈的偏光干涉法, 将通过电光晶体后的偏振光相位延迟量转化为干涉条纹的平移, 通过定位暗纹位置进行精密的线性测量.实验结果表明: 偏光干涉法测量铌酸锂晶体相位延迟的测量准确度为4.4×10－3 rad, 所测量铌酸锂晶体的半波电压为480.0 V, 其测量误差为0.10%, 远小于极值法0.96%的测量误差.偏光干涉法光路结构简单、测量准确度高、测量结果不受光功率波动的影响, 且电光晶体相位延迟量的测量范围不受限制.

由于液晶显示器中间隔子的均匀性影响着对比度、色调变化等性能,因此,本文对液晶显示屏间隔子均匀性的检测方法进行了研究.首先分别利用干喷和湿喷法制备了对应的液晶盒,然后采用偏光显微镜研究了所制备液晶显示屏间隔子的分布特性.研究发现,正常情况下,液晶盒内间隔子最小距离接近20 μm,最大距离超过100 μm;间隔子分布不良的主要缺陷为间隔子团聚;在实验室条件下,干喷法间隔子团聚比较严重,湿喷法基本上无此现象.所以,利用偏光干涉法,通过调节偏光显微镜上下偏光片的相对角度,可以在不破坏液晶显示屏的前提下直接观察到其内部的间隔子及间隔子的分布情况.文中还分析了利用偏光干涉检验间隔子均匀性的原理.

为了测量液晶双折射率, 从偏光干涉的理论公式入手, 通过一定的近似, 采用偏光干涉法测量液晶双折射率, 进行了理论分析和实验验证, 获得了较为理想的数据。结果表明, 在采用偏光干涉法测量液晶材料的双折射率时, 避免了对透射光谱的绝对光强进行测量, 使得测量结果具有较高的精度。这一结果对液晶器件的设计、制作和使用是有帮助的。

提出了一种基于偏光干涉效应测量保偏光纤拍长的新方法。利用宽谱光源和两个宽带光纤圆起偏器，与被测保偏光纤组成了全光纤的测试系统。理论分析表明，相比于光纤线偏振器构成的偏光干涉测量系统，圆偏振器可以克服保偏光纤主轴之间的角度对输出干涉光对比度的影响。采用该方法对某熊猫型保偏光纤的拍长进行了验证性实验研究，实验结果和理论分析相吻合，保偏光纤拍长测量精度和重复性为0.1 mm，干涉信号对比度可达0.9以上。由于光纤器件间无需精确对轴，因此该方法光路结构简单，操作要求较低。

基于偏光干涉理论用3种不同的波长(405 nm、635 nm、904 nm)的激光在3种不同温度条件(25 ℃、40 ℃、60 ℃)下测量、分析了向列相液晶相位延迟器的双折射率色散特性, 并由柯西色散公式拟合得到了在上述3种温度条件下的色散方程。结果表明, 该方法可以有效地测量、分析向列相液晶的双折射率色散特性。根据该液晶在25　℃温度条件下的色散方程推算出了589　nm波长处的双折射率为0.268, 该结果与液晶数据表提供的数值0.257的偏差值为4.28%。该研究为液晶双折射色散特性的研究提供了一个新的方法, 同时也为液晶可调相位延迟器件的设计与应用提供了依据和参考。